SOAL &

PEMBAHASAN KIMIA ANALISIS

DASARuntuk Mahasiswa Sains dan Teknik

Ditulis oleh Bimmo Dwi Baskoro, S.Si.

Departemen Kimia Universitas Indonesia

PENGANTAR PENULIS

Saat ini, perkembangan ilmu kimia khususnya bidang ilmu kimia analisis

cukup pesat dan terus mencapai kemajuan yang cukup signifikan kaitannya dalam

berbagai bidang. Kimia analisis dasar diajarkan dalam aneka ragam cara pada

universitas yang berbeda-beda. Beberapa diperuntukkan mahasiswa kimia;

lainnya merupakan kuliah layanan untuk mahasiswa dalam bidang-bidang lain

seperti pertanian, biologi, rekayasa, dan teknologi kedokteran.

Kimia analisis sama tuanya dan sama barunya seperti ilmu kimia itu

sendiri. Cukup adil untuk dikatakan bahwa riset analisis telah digiring dalam

perubahan kimia yang ilmiah dan kuantitatif.

Kimia analisis dapat dibagi menjadi dua bidang yaitu analisis kuantitatif

dan analisis kualitatif. Analisis kualitatif membahas identifikasi zat atau senyawa.

Kaitannya adalah unsur atau senyawaan apa yang terdapat dalam suatu sampel

(contoh). Analisis kuantitatif berkaitan dengan penetapan banyaknya suatu zat

tertentu yang ada dalam sampel. Kedua hal tersebut dapat dipahami jika

menguasai dasar-dasar kimia analisis secara menyeluruh.

Sejalan dengan perkembangan ilmu kimia analisis, semakin banyak pula

hal-hal yang dapat kita pelajari dan harus diketahui. Berbagai hal tersebut dapat

kita kaji dari buku ini. Buku ini dinilai istimewa lantaran menyajikan beragam

soal dan langkah-langkah penyelesaian yang lebih variatif ketimbang buku Ilmu

Kimia Analisis Dasar pada umumnya.

Berbagai materi dalam buku ini disusun sedemikian rupa agar mampu

memenuhi kebutuhan mahasiswa dari berbagai program studi, misalnya kimia,

biologi, farmasi, kedokteran, kesehatan masyarakat, pertanian, perikanan, serta

kehutanan. Selain itu, buku ini juga dapat digunakan oleh mahasiswa D-3 Kimia

Industri, D-3 Kimia Terapan, D-3 Analis Kimia, serta program studi yang

berhubungan dengan bidang ilmu kimia anasis dasar, ataupun para siswa SMA

yang dipersiapkan untuk mengikuti olimpiade sains, seperti OSN (Olimpiade

Sains Nasional) dan IChO (International Chemistry Olimpiad).

Jakarta, Januari 2010

Penulis

OUTLINE NASKAH

MENAKLUKAN KIMIA ANALISIS DASAR

BAB 1 KESETIMBANGAN KIMIA DAN LARUTAN

BAB 2 EFEK ELETROLIT PADA KESETIMBANGAN KIMIA

BAB 3 METODE ANALISIS GRAVIMETRI

BAB 4 METODE ANALISIS TITRIMETRI

BAB 5 METODE ELEKTROKIMIA

BAB 1 KESETIMBANGAN KIMIA DAN LARUTAN

1. Jelaskan secara umum dan berikan contoh dari hal berikut ini!

(a) Elektrolit lemah;

(b) Asam Brønsted-Lowry;

(c) Asam konyugasi basa Brønsted-Lowry;

(d) Netralisasi, dalam konsep Brønsted-Lowry;

(e) Pelarut amfoterik;

(f) Ion-zwitter;

(g) Autoprotolisis;

(h) Asam kuat;

(i) Prinsip Le Chătelier; dan

(j) Efek ion senama.

Pembahasan:

(a) Elektrolit lemah hanya mengion sebagian ketika dilarutkan dalam air. Senyawa

NaHCO3 merupakan salah satu contoh elektrolit lemah.

(b) Asam Brønsted-Lowry adalah sebuah molekul yang mendonasikan proton

ketika bertemu dengan basanya (penerima proton). Dengan definisi ini, NH4+

dapat dikatakan sebagai asam Brønsted-Lowry.

(c) Asam konyugasi basa Brønsted-Lowry adalah spesi yang dibentuk ketika basa

Brønsted-Lowry menerima proton. Sebagai contoh, NH4+ adalah suatu asam

konyugasi NH3.

(d) Netralisasi, berdasarkan konsep Brønsted-Lowry, terjadi dimana reaksi suatu

asam dan basa konyugasinya yang berkombinasi dengan reaksi selanjutnya

dengan basa dan asam konyugasinya. Jadi,

NH3 + H2O NH4+ + OH

-

Dalam contoh di atas, NH3 bertindak sebagai basa dengan NH4+ asam

konyugasinya. H2O sebagai asam dengan OH- basa konyugasinya.

(e) Pelarut amfoterik dapat bertindak sebagai asam atau basa tergantung pada

larutannya. Air merupakan contoh spesi kimia amfiprotik.

(f) Ion-zwitter adalah spesi kimia yang memiliki muatan positif dan negatif. Asam

amino bebas, seperti glisin, dapat eksis sebagai zwitterion dalam larutan.

NH2CH2COOH → NH3+CH2COO

-

glisin ← ion zwitter

(g) Autoprotolisis adalah istilah pada zat terlarut yang terionisasi sendiri untuk

menghasilkan asam konyugasi dan basa konyugasinya.

(h) Asan kuat terdisosiasi sempurna seperti molekul yang tidak terdapat molekul

yang tidak terdisosiasi yang tertinggal dalam larutan cair. Asam klorida, HCl,

adalah suatu contoh asam kuat.

(i) Prinsip Le Chătelier menyatakan bahwa keadaan kesetimbangan selalu berganti

dalam keadaan tertentu bergantung pada tekanan yang diberikan pada sistem.

(j) Efek ion senama berpengaruh pada berkurangnya kelarutan endapan ionic ketika

satu komponen terlarut bereaksi membentuk endapan yang ditambahkan pada

larutan dalam kesetimbangan dengan endapan.

2. Jelaskan secara umum mengapa tidak ada bahasan mengenai pernyataan konstanta

kesetimbangan untuk air atau untuk zat padat murni, meskipun salah satu (atau

keduanya) terdapat dalam persamaan kesetimbangan ionik dalam kesetimbangan?

Pembahasan:

Untuk kesetimbangan zat cair dalam air, konsentrasi air secara normal lebih besar

dibandingkan reaktan ataupun produk yang diasumsikan konstan dan tidak

terpengaruh posisi kesetimbangan. Jadi, konsentrasinya sudah ada dalam konstanta

kesetimbangan. Untuk padatan murni, konsentrasi spesi kimia dalam fasa padat itu

konstan. Selama beberapa padatan eksis sebagai fasa kedua, efeknya pada

kesetimbangan itu konstan dan terdapat dalam konstanta kesetimbangan.

3. Identifikasilah asam pada bagian kiri dan basa konyugasinya pada bagian kanan dari

persamaan berikut!

(a) HOCl + H2O ↔ H3O+ + OCl

-

(b) HONH2 + H2O ↔ HONH3+ + OH

-

(c) NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O

+

(d) 2HCO3- ↔ H2CO3 + CO3

2-

(e) PO43-

+ H2PO4- ↔ 2HPO4

2-

Pembahasan:

Asam Basa Konyugasi

(a) HOCl OCl-

(b) H2O OH-

(c) NH4+ NH3

(d) HCO3- CO3

2-

(e) H2PO4- HPO4

2-

4. Identifikasilah basa pada bagian kiri dan asam konyugasinya pada bagian kanan

pada soal 3!

Pembahasan:

Basa Asam Konyugasi

(a) H2O H3O+

(b) HONH2 HONH3+

(c) H2O H3O+

(d) HCO3- H2CO3

(e) PO43-

HPO42-

5. Hitunglah konstanta kelarutan produk (Ksp) untuk substansi berikut, berikan

konsentrasi molar untuk larutan berikut!

(a) CuSeO3 (1.4210-4

M)

(b) Pb(IO3)2 (4.310-5

M)

(c) SrF2 (8.610-4

M)

(d) Th(OH)4 (3.310-4

M)

Pembahasan:

(a) CuSeO3 (1.4210-4

M)

2 2 4

3Cu SeO 1.42 10 mol / L

2 2

3 3CuSeO s Cu SeO

2 2 4 4 8

sp 3K Cu SeO 1.42 10 1.42 10 2.02 10

(b) Pb(IO3)2 (4.310-5

M)

2 5Pb 4.3 10 mol / L

2 5 5

3IO 2 Pb 2 4.3 10 mol / L 8.6 10 mol / L

2

3 32Pb IO s Pb 2IO

22

2 5 5 13

sp 3K Pb IO 4.3 10 8.6 10 3.2 10

(c) SrF2 (8.610-4

M)

2 4Sr 8.6 10 mol / L

2 4 3F 2 Sr 2 8.6 10 mol / L 1.7 10 mol / L

2

2SrF s Sr 2F

22

2 4 3 9

spK Sr F 8.6 10 1.7 10 2.5 10

(d) Th(OH)4 (3.310-4

M)

4 4Th 3.3 10 mol / L

4 4 3OH 4 Th 4 3.3 10 mol / L 1.3 10 mol / L

4

4Th OH s Th 4OH

44

4 4 3 15

spK Th OH 3.3 10 1.3 10 1.0 10

6. Hitunglah kelarutan zat terlarut pada soal 5 untuk larutan dimana konsentrasi

kationnya 0.050 M!

Pembahasan:

(a) CuSeO3 (1.4210-4

M)

8 2 2 2

sp 3 3K 2.02 10 Cu SeO 0.050 M SeO

82 7

3

2.0 10S SeO 4.0 10 M

0.050

(b) Pb(IO3)2 (4.310-5

M)

2 2

13 2 2 2

sp 3 3K 3.2 10 Pb IO 0.050 M IO

132 6

3

3.2 10IO 2.5 10 M

0.050

6 6

3

1 1S IO 2.5 10 M 1.3 10 M

2 2

(c) SrF2 (8.610-4

M)

2 2

9 2

spK 2.5 10 Sr F 0.050 M F

942.5 10

F 2.2 10 M0.050

4 41 1S F 2.2 10 M 1.1 10 M

2 2

(d) Th(OH)4 (3.310-4

M)

4 4

15 4

spK 1.0 10 Th OH 0.050 M OH

1544

1.0 10OH 3.8 10 M

0.050

4 51 1S OH 3.8 10 M 9.4 10 M

4 4

7. Tentukan konsentrasi CrO42-

yang diperlukan untuk

(a) mengendapkan Ag2CrO4 dari larutan yang mengandung 3.4110-2

M Ag+!

(b) menurunkan konsentrasi Ag+ dalam larutan menjadi 2.0010

-6 M!

Pembahasan:

2

2 4 4Ag CrO s 2Ag CrO 2

12 2

sp 4K 1.2 10 Ag CrO

(a)

122 9

4 22

1.2 10CrO 1.0 10 M

3.41 10

(b)

122

4 26

1.2 10CrO 0.30 M

2.00 10

8. Berapakah konsentrasi hidroksida yang diperlukan untuk

(a) mengendapkan Al3+

dari 2.5010-2

M larutan Al2(SO4)3?

(b) menurunkan konsentrasi Al3+

menjadi 2.0010-7

M?

Pembahasan:

3

3Al OH s Al 3OH

334 3

spK 3.0 10 Al OH

Kelarutan molar 3

1Al OH OH

3

3 2 1Al 5.0 10 M OH

3

32 34

sp

1K 5.0 10 M OH OH 3.0 10

3

(a) Karena Ksp begitu kecil, kita asumsikan kelarutan Al(OH)3 tidak besar.

Sehingga, 3 2Al 5.0 10 M . Persamaan Ksp disederhanakan menjadi

3

2 34

spK 5.0 10 M OH 3.0 10

34113

2

3.0 10OH 2.0 10 M

5.0 10 M

(b) Sama dengan bagian (a),

3493

7

3.0 10OH 1.1 10 M

2.00 10 M

9. Konstanta kelarutan produk untuk Ce(IO3)2 3.210-10

. Berapakah konsentrasi Ce3+

dalam larutan yang dibuat dengan mencampurkan 50.0 mL 0.0250 M Ce3+

dengan

50.00 mL

(a) air?

(b) 0.040 M IO3-?

(c) 0.250 M IO3-?

(d) 0.150 M IO3-?

Pembahasan:

3 33 10

sp 3K Ce IO S 3S 3.2 10

(a) 50.0 mL 0.0250 M Ce3+

dengan 50.00 mL air

3 2 3mol L0.0250 M Ce 2.5 10 50.0 mL 1.25 10 mol

L 1000mL

31.25 10 mol 1000 mL0.0125 M

50.0 mL 50.0 mL L

(b) 50.0 mL 0.0250 M Ce3+

dengan 50.00 mL 0.040 M IO3-

2 3

3

mol L0.040 M IO 4.0 10 50.0 mL 2.0 10 mol

L 1000 mL

3+ 3 3 41mol Ce tidak bereaksi 1.25 10 mol 2.0 10 mol 5.833 10 mol

3

43 35.833 10 mol 1000 mL

Ce S 5.833 10 M S50.0 mL 50.0 mL L

dimana S diturunkan secara iteratif menggunakan persamaan

33

spK 5.833 10 S 3S

Kita mulai dengan menyelesaikan untuk S dengan mengasumsikan tidak ada

pengaruh [Ce3+

] dari disosiasi Ce(IO3)3. Dalam kasus ini, S sama dengan

1.85510-3

. Sekarang, kita substitusikan 1.85510-3

dalam persamaan Ksp di

atas dan solusi untuk Kiteratif. Kiteratif sama dengan 1.325910-9

. S terlalu besar;

kita gunakan S terkecil (misalnya 110-3

) dan menghitung ulang Kiteratif. Iterasi

berlanjut sampai Kiteratif ≈ Ksp. Hasil dari pendekatan ini ditunjukkan sebagai

berikut.

Iterasi S Kiteratif

1 1.85510-3

1.325910-9

2 110-3

1.844910-10

3 1.210-3

3.281310-10

4 1.1910-3

3.195410-10

Kita sekarang substitusi S = 1.1910-3

dalam persamaan di bawah ini,

[Ce3+

] = 5.83310-3

M + 1.1910-3

= 37.0 10 M

(c) 50.0 mL 0.0250 M Ce3+

dengan 50.00 mL 0.250 M IO3-

1

3

mol L0.250 M IO 2.5 10 50.0 mL 0.0125 mol

L 1000 mL

Ce3+

habis terpakai sehingga,

3 3

3mol IO bereaksi 0.0125 mol 3 1.25 10 mol 8.75 10 mol

3

3

8.75 10 mol 1000 mLIO 3S 0.0875M 3S

100.0 mL L

3 10

spK S 0.0875M 3S 3.2 10

Asumsikan bahwa 3S 0.0375 M.

3 10

spK S 0.0875 M 3.2 10

103+ 7

3

3.2 10Ce S 4.8 10 M

0.0875 M

(d) 50.0 mL 0.0250 M Ce3+

dengan 50.00 mL 0.150 M IO3-

1 3

3

mol L0.150 M IO 1.5 10 50.0 mL 7.5 10 mol

L 1000 mL

Ce3+

habis terpakai sehingga,

3 3 3

3mol IO tidak bereaksi 7.5 10 mol 3 1.25 10 mol 3.75 10 mol

3

3

3.75 10 mol 1000 mLIO 3S 0.0375 M 3S

100 mL L

3 10

spK S 0.0375 M 3S 3.2 10

Asumsikan bahwa 3S 0.0375 M.

3 10

spK S 0.0375 M 3.2 10

103+ 6

3

3.2 10Ce S 6.1 10 M

0.0375 M

10. Hasil kelarutan untuk berbagai senyawaan iodida yakni

CuI 12

spK 1 10

AgI 17

spK 8.3 10

PbI2 9

spK 7.1 10

BiI3 19

spK 8.1 10

Urutkanlah empat senyawa di atas berdasarkan berkurangnya kelarutan molar dalam

(a) air!

(b) 0.10 M NaI!

(c) 0.010 M larutan kation terlarut!

Pembahasan:

CuI s Cu I 12

spK Cu I 1 10

AgI s Ag I 17

spK Ag I 8.3 10

2

2PbI s Pb 2I 2 22 9 3

spK Pb I 7.1 10 S 2S 4S

3

3BiI s Bi 3I 3 23 19 4

spK Bi I 8.1 10 S 3S 27S

(a) Kelarutan dalam air

CuIS Cu I 12 6S 1 10 1 10

AgIS Ag I 17 9S 8.3 10 9.1 10

2

2

PbI

1S I Pb

2

9

337.1 10

S 1.2 104

3

3

BiI

1S I Bi

3

19

548.1 10

S 1.3 1027

Kelarutan berkurang dari kiri ke kanan dalam air sebagai berikut.

PbI2 > BiI3 > CuI > AgI

(b) Kelarutan dalam 0.10 M NaI

1211

CuI

1 10S 1 10

0.10 M

1716

AgI

8.3 10S 8.3 10

0.10 M

2

97

PbI 2

7.1 10S 7.1 10

0.10 M

3

1916

BiI 3

8.1 10S 8.1 10

0.10 M

Kelarutan berkurang dari kiri ke kanan dalam 0.10 M NaI sebagai berikut.

PbI2 > CuI > AgI > BiI3 dalam 0.10 M NaI

(c) Kelarutan dalam 0.010 M larutan kation terlarut

1210

CuI

1 10S 1 10

0.010 M

1715

AgI

8.3 10S 8.3 10

0.010 M

2

94

PbI

1 7.1 10S 4.2 10

2 0.010 M

3

1963

BiI

1 8.1 10S 1.4 10

3 0.010 M

Kelarutan berkurang dari kiri ke kanan dalam 0.010 M larutan kation terlarut

sebagai berikut.

PbI2 > BiI3 > CuI > AgI dalam 0.010 M larutan kation terlarut.

11. Hitunglah pH air pada suhu 0°C dan 100°C!

Pembahasan:

Pada suhu 0°C,

14

sp 3K H O OH 0.114 10

14 8

3H O OH 0.114 10 3.38 10 M

8

3pH log H O log 3.38 10 M 7.472

Pada suhu 100°C,

14

sp 3K H O OH 49 10

14 7

3H O OH 49 10 7.00 10 M

7

3pH log H O log 7.00 10 M 6.155

12. Pada suhu 25°C, berapa konsentrasi molar H3O+ dan OH

- dalam

(a) 0.0300 M HOCl?

(b) 0.0600 M asam butanoat?

(c) 0.100 M etilamin?

(d) 0.200 M trimetilamin?

(e) 0.200 M NaOCl?

(f) 0.0860 M CH3CH2COONa?

(g) 0.250 M hidroksilamin hidroklorida?

Pembahasan:

(a) 0.0300 M HOCl

2 3HOCl H O OCl H O

3 8

a

OCl H OK 3.0 10

HOCl

3H O OCl 3HOCl 0.0300 M H O

2

3 8

3

H O3.0 10

0.0300 M H O

2

8

3 3H O 3.0 10 0.0300 M H O

28 10

3 3H O 3.0 10 H O 9.0 10 0

2

8 8 10

5

3

3.0 10 3.0 10 4 9.0 10H O 3.0 10 M

2

1410

5

1.0 10OH 3.3 10 M

3.0 10 M

(b) 0.0600 M asam butanoat

3 2 2 2 3 2 2 3CH CH CH COOH H O CH CH CH COO H O

3 2 2 3 5

a

3 2 2

CH CH CH COO H OK 1.52 10

CH CH CH COOH

3 3 2 2H O CH CH CH COO

3 2 2 3CH CH CH COOH 0.0600 M H O

2

3 5

3

H O1.52 10

0.0600 M H O

2

5

3 3H O 1.52 10 0.0600 M H O

25 7

3 3H O 1.52 10 H O 9.12 10 0

2

5 5 7

4

3

1.52 10 1.52 10 4 9.12 10H O 9.47 10 M

2

1411

4

1.0 10OH 1.06 10 M

9.47 10 M

(c) 0.100 M etilamin

2 5 2 2 2 5 3C H NH H O C H NH OH

142 5 3 4w

b 11

2 5 2 a

C H NH OH K 1.0 10K 4.33 10

C H NH K 2.31 10

2 5 3OH C H NH 2 5 2C H NH 0.100 M OH

2

4OH

4.33 100.100 M OH

2

4OH 4.33 10 0.100 M OH

24 5OH 4.33 10 OH 4.33 10 0

2

4 4 5

34.33 10 4.33 10 4 4.33 10

OH 6.4 10 M2

1412

3 3

1.0 10H O 1.6 10 M

6.4 10 M

(d) 0.200 M trimetilamin

3 2 33 3CH N H O CH NH OH

143 3 5w

b 10

a3 3

CH NH OH K 1.0 10K 6.33 10

K 1.58 10CH N

3 3OH CH NH 3 3

CH N 0.200 M OH

2

5OH

6.33 100.200 M OH

2

5OH 6.33 10 0.200 M OH

25 5OH 6.33 10 OH 1.27 10 0

2

5 5 5

36.33 10 6.33 10 4 1.27 10

OH 3.53 10 M2

1412

3 3

1.0 10H O 2.83 10 M

3.53 10 M

(e) 0.200 M NaOCl

2OCl H O HOCl OH

147w

b 8

a

HOCl OH K 1.0 10K 3.3 10

K 3.0 10OCl

OH HOCl OCl 0.200 M OH

2

7OH

3.3 100.200 M OH

2

7OH 3.3 10 0.200 M OH

27 8OH 3.3 10 OH 6.7 10 0

2

7 7 8

43.3 10 3.3 10 4 6.7 10

OH 2.6 10 M2

1411

3 4

1.0 10H O 3.9 10 M

2.6 10 M

(f) 0.0860 M CH3CH2COONa

2 5 2 2 5C H COO H O C H COOH OH

142 5 10w

b 5

a2 5

C H COOH OH K 1.0 10K 7.42 10

K 1.34 10C H COO

2 5OH C H COOH 2 5C H COO 0.0860 M OH

2

10OH

7.42 100.0860 M OH

2

10OH 7.42 10 0.0860 M OH

210 11OH 7.42 10 OH 6.42 10 0

2

10 10 11

67.42 10 7.42 10 4 6.42 10

OH 8.01 10 M2

149

3 6

1.0 10H O 1.25 10 M

8.01 10 M

(g) 0.250 M hidroksilamin hidroklorida

3 2 2 3HONH H O HONH H O

2 3 6

a

3

HONH H OK 1.10 10

HONH

3 2H O HONH 3 3HONH 0.250 M H O

2

3 6

3

H O1.10 10

0.250 M H O

2

6

3 3H O 1.10 10 0.250 M H O

26 7

3 3H O 1.10 10 H O 2.75 10 0

2

6 6 7

4

3

1.10 10 1.10 10 4 2.75 10H O 5.24 10 M

2

1411

3 4

1.0 10H O 1.91 10 M

5.24 10 M

13. Apakah yang dimaksud larutan buffer dan bagaimana karakteristiknya?

Pembahasan:

Larutan buffer menahan perubahan dalam pH dengan pelemahan atau dengan

tambahan asam atau basa. Suatu buffer terdiri atas campuran asam lemah dengan

basa konyugasinya.

14. Definisikanlah kapasitas buffer itu?

Pembahasan:

Kapasitas buffer suatu larutan didefinisikan sebagai banyaknya mol asam kuat (atau

basa kuat) yang menyebabkan 1.00 L buffer mengalami perubahan 1.00 unit pH.

15. Manakah yang memiliki kapasitas buffer terbesar: (a) campuran 0.100 mol NH3 dan

0.200 mol NH4Cl atau (b) campuran 0.0500 mol NH3 dan 0.100 mol NH4Cl?

Pembahasan:

(a) Campuran 0.100 mol NH3 dan 0.200 mol NH4Cl

3 10

a

4

NH 0.100MpH pK log log 5.7 10 log 8.943

0.200MNH

(b) Campuran 0.0500 mol NH3 dan 0.100 mol NH4Cl

3 10

a

4

NH 0.050MpH pK log log 5.7 10 log 8.943

0.100MNH

Kedua larutan mempunyai nilai pH yang identik, tetapi larutan (a) memiliki

kapasitas buffer yang besar karena tingginya konsentrasi asam lemah dan basa

konyugasinya.

16. Larutan berikut dibuat dengan

(a) melarutkan 8.00 mmol NaOAc dalam 200 mL 0.100 M HOAc.

(b) menambahkan 100 mL 0.0500 M NaOH pada 100 mL 0.175 M HOAc.

(c) menambahkan 40.0 mL 0.1200 M HCl pada 160.0 mL 0.0420 M NaOAc.

Dalam keadaan bagaimana larutan tersebut memiliki kesamaan satu dengan lainnya?

Bagaimana membedakannya?

Pembahasan:

(a) 8.00 mmol NaOAc dalam 200 mL 0.100 M HOAc

2 3HOAc H O H O OAc

2OAc H O HOAc OH

0.100 mol L0.100 M HOAc 200 mL 0.020 mol

L 1000 mL

5 0.008pH log 1.75 10 log 4.359

0.020

(b) 100 mL 0.0500 M NaOH pada 100 mL 0.175 M HOAc

0.175 mol L0.175 M HOAc 100 mL 0.0175 mol

L 1000 mL

0.0500 mol L0.0500 M NaOH 100 mL 0.005 mol

L 1000 mL

20.0175 0.0050 mol 1000 mL

HOAc 6.25 10 M200 mL L

20.0050 mol 1000 mLOAc 2.50 10 M

200 mL L

2

5

2

2.5 10pH log 1.75 10 log 4.359

6.25 10

(c) 40.0 mL 0.1200 M HCl pada 160.0 mL 0.0420 M NaOAc

0.042 mol L0.0420 M OAc 160 mL 0.00672 mol

L 1000 mL

0.1200 mol L0.1200 M HCl 40.0 mL 0.0048 mol

L 1000 mL

30.00672 0.0048 mol 1000 mL

OAc 9.6 10 M200 mL L

20.0048 mol 1000 mLHOAc 2.4 10 M

200 mL L

3

5

2

9.6 10pH log 1.75 10 log 4.359

2.4 10

Rasio banyaknya asam lemah dengan basa konyugasi identik pada ketiga larutan

tersebut dengan pH yang sama. Larutan tersebut berbeda dalam kapasitas buffer

yang dimilikinya; (a) yang terbesar dan (c) yang terkecil.

17. Berapa banyak natrium format yang ditambahkan dalam 400.0 mL asam format 1.00

M untuk mendapatkan larutan buffer dengan pH 3.50?

Pembahasan:

4

a

HCOO HCOOpH 3.50 pK log log 1.8 10 log

HCOOH HCOOH

HCOOpH 3.50 3.74 log

HCOOH

0.245

HCOO HCOOlog 0.245 10 0.569

HCOOH HCOOH

mol HCOO0.569

mol HCOOH

1.00 mol L1.00 M HCOOH 400.0 mL 0.400 mol HCOOH

L 1000 mL

mol HCOO 0.569 0.400 mol HCOOH 0.228 mol

1 mol HCOONa 67.997 gberat HCOONa 0.228 mol HCOO 15.5 g

1 mol HCOO 1 mol

18. Berapa berat natrium glikolat yang harus ditambahkan pada 300.0 mL 1.0 M asam

glikolat untuk menghasilkan larutan buffer dengan pH 4.00?

Pembahasan:

2 24

a

2 2

HOCH COO HOCH COOpH 4.00 pK log log 1.47 10 log

HOCH COOH HOCH COOH

2

2

HOCH COOpH 4.00 3.83 log

HOCH COOH

2 2 0.167

2 2

HOCH COO HOCH COOlog 0.167 10 1.47

HOCH COOH HOCH COOH

2

2

mol HOCH COO1.47

mol HOCH COOH

2

1.00 mol L1.00 M HOCH COOH 300.0 mL

L 1000 mL

2 21.00 M HOCH COOH 0.300 mol HOCH COOH

2 2mol HOCH COO 1.47 0.300 mol HOCH COOH 0.441 mol

22 2

2

1 mol HOCH COONa 98.01 gberat HOCH COONa 0.441 mol HOCH COO 43.2 g

1 mol HOCH COO 1 mol

19. Berapa volume 0.200 M HCl yang harus ditambahkan pada 250.0 mL 0.300 M

natrium mandelat untuk membuat larutan buffer dengan pH 3.37?

Pembahasan:

6 5

0.300 mol L0.300 M C H CHOHCOONa 250.0 mL

L 1000 mL

6 5 6 50.300 M C H CHOHCOONa 0.0750 mol C H CHOHCOONa

6 5

a

6 5

C H CHOHCOOpH 3.37 pK +log

C H CHOHCOONa

6 54

6 5

C H CHOHCOOpH 3.37 log 4.0 10 +log

C H CHOHCOONa

6 5

6 5

C H CHOHCOO3.40 log

C H CHOHCOONa

6 5 6 5 0.03

6 5 6 5

C H CHOHCOO C H CHOHCOOlog 0.03 10 0.933

C H CHOHCOONa C H CHOHCOONa

6 5

6 5

mol C H CHOHCOO0.933

mol C H CHOHCOOH

6 5mol C H CHOHCOO a mol HCl0.933

a mol HCl

6 5mol C H CHOHCOO a mol HCl 0.933 a mol HCl

6 5mol C H CHOHCOO 0.075 mola mol HCl 0.0388

1.933 1.933

L 1000 mLvolume HCl 0.0388 mol 194 mL HCl

0.200 mol L

20. Apakah pernyataan ini benar atau salah atau keduanya? Definisikan jawaban Anda

dengan persamaan , contoh, atau grafik! “Buffer menjaga pH larutan konstan.”

Pembahasan:

Pernyaatan “buffer menjaga pH larutan konstan” adalah pernyataan salah.

Perubahan pH larutan buffer relatif kecil dengan penambahan sedikit volume asam

atau basa seperti contoh di bawah ini.

a

NaApH pK log

HA

mL 0.050 M NaOH

NaA

HA pH

1.48 0.170

100 1.59 0.200

200 1.70 0.230

300 1.83 0.262

BAB 2 EFEK ELEKTROLIT PADA KESETIMBANGAN KIMIA

1. Jelaskan perbedaan antara

(a) aktivitas dan koefisien aktivitas!

(b) termodinamika dan konstanta kesetimbangan konsentrasi!

Pembahasan:

(a) Aktivitas, aA, adalah konsentrasi efektif spesi kimia A dalam larutan. Koefisien

aktivitas, γA, adalah faktor numerik yang diperlukan untuk mengubah

konsentrasi molar spesi kimia A menjadi aktivitas seperti:

A Aa A

(b) Konstanta kesetimbangan termodinamika berkaitan dengan sistem ideal dimana

spesi kimia tidak bergantung dengan yang lainnya. Konstanta kesetimbangan

konsentrasi berkaitan dalam pengaruh yang ditimbulkan spesi terlarut satu sama

lainnya. Konstanta kesetimbangan termodinamika secara numerik konstan dan

tidak tergantung kekuatan ioniknya; konstanta kesetimbangan konsentrasi

bergantung pada konsentrasi molar reaktan dan hasil seperti spesi kimia yang

tidak ada pada kesetimbangan.

2. Dengan mengabaikan efek yang ditimbulkan perubahan volume, perkirakanlah

kekuatan ionik (1) meningkat, (2) menurun, atau (3) sama sekali tidak berubah

dengan penambahan NaOH pada

(a) magnesium klorida [bentuk Mg(OH)2 (s)]?

(b) HCl?

(c) CH3COOH?

Pembahasan:

(a) Penambahan NaOH pada MgCl2

2 2MgCl 2NaOH Mg OH s 2NaCl

Dengan mengganti divalen-Mg2+

dengan Na+ menyebabkan koefisien aktivitas

meningkat. Jadi, kekuatan ionik menurun.

(b) Penambahan NaOH pada HCl

2HCl NaOH H O NaCl

Koefisien aktivitas yang ada relatif konstan ketika NaOH (basa kuat)

ditambahkan HCl (asam kuat). Tidak terdapat perubahan keadaan muatan

dengan adanya ion dalam kesetimbangan larutan. Kekuatan ionik tidak berubah.

(c) Penambahan NaOH pada asam asetat

2HOAc NaOH H O NaOAc

Koefisien aktivitas akan menurun saat NaOH (asam kuat) ditambahkan pada

asam asetat (asam lemah) yang menghasilkan air, Na+, dan OAc

- (basa

konyugasi). Jadi, kekuatan ionik meningkat.

3. Berapakah nilai numerik koefisien aktivitas ammonia cair (NH3) saat kekuatan ionik

0.1?

Pembahasan:

Spesi kimia NH3 tidak bermuatan sehingga koefisien aktivitasnya bersatu.

4. Hitunglah kekuatan ionik larutan berikut ini dengan

(a) 0.040 M pada FeSO4!

(b) 0.20 M pada (NH4)2CrO4!

(c) 0.10 M pada FeCl3 dan 0.20 M pada FeCl2!

(d) 0.060 M pada La(NO3)3 dan 0.030 M pada Fe(NO3)2!

Pembahasan:

(a) 0.040 M FeSO4

2 210.040 2 0.040 2 0.16

2

(b) 0.20 M (NH4)2CrO4

2 210.40 1 0.20 2 0.60

2

(c) 0.10 M FeCl3 dan 0.20 M FeCl2

2 2 2 210.10 3 0.30 1 0.20 2 0.40 1 1.20

2

(d) 0.060 M La(NO3)3 dan 0.030 M Fe(NO3)2

2 2 2 210.060 3 0.180 1 0.030 2 0.060 1 0.45

2

5. Gunakan persamaan di bawah ini untuk menghitung koefisien aktivitas

(a) Fe3+

pada μ = 0.075.

(b) Pb2+

pada μ = 0.012.

(c) Ce4+

pada μ = 0.080.

(d) Sn4+

pada μ = 0.060.

2

AA

A

0.51Zlog

1 3.3

Pembahasan:

Z μ α - log γ γ

(a) 3 0.075 0.274 0.9 0.693 0.20

(b) 2 0.012 0.110 0.45 0.193 0.64

(c) 4 0.080 0.283 1.1 1.139 0.073

(d) 4 0.060 0.245 1.1 1.058 0.087

6. Hitunglah koefisien aktivitas untuk spesi pada soal no. 5 dengan interpolasi linear

data pada tabel berikut!

Pembahasan:

(a) Fe3+

(μ = 0.075)

0.05 3Fe0.24 0.10 3Fe

0.18

3Fe

0.0250.075 0.18 0.24 0.18 0.21

0.05

(b) Pb2+

(μ = 0.012)

0.01 2Pb0.665 0.05 2Pb

0.45

2Pb

0.0380.012 0.45 0.665 0.45 0.61

0.05

(c) Ce4+

(μ = 0.080)

0.05 4Ce0.10 0.10 4Ce

0.063

4Ce

0.020.080 0.063 0.10 0.063 0.078

0.05

(d) Sn4+

(μ = 0.060)

0.05 4Ce0.10 0.10 4Ce

0.063

4Sn

0.040.060 0.063 0.10 0.063 0.093

0.05

7. Untuk larutan dengan μ sama dengan 5.010-2

, hitunglah K’sp untuk

(a) AgSCN.

(b) PbI2.

(c) MgNH4PO4.

Pembahasan:

(a) AgSCN

25 10 Ag

0.80 SCN

0.81

12sp' 12

sp

Ag SCN

K 1.1 10K 1.7 10

0.80 0.81

(b) PbI2

25 10 2Pb0.46

I0.80

2

9sp' 8

sp

Pb I

K 7.9 10K 2.7 10

0.45 0.80

(c) MgNH4PO4

25 10 2Mg0.52

4NH0.80 3

4PO0.16

2 34 4

13sp' 12

sp

Mg NH PO

K 3.0 10K 4.5 10

0.52 0.80 0.16

8. Gunakan aktivitas untuk menghitung kelarutan molar Zn(OH)2 dalam

(a) 0.0100 M KCl.

(b) 0.0167 M K2SO4.

(c) larutan yang dihasilkan dengan mencampurkan 20.0 mL 0.250 M KOH dengan

80.0 mL 0.0250 M ZnCl2.

Pembahasan:

2

2Zn OH s Zn 2OH 16

spK 3.0 10

(a) Kelarutan molar Zn(OH)2 dalam 0.0100 M KCl

2 210.0100 1 0.0100 1 0.0100

2

Dari tabel pada soal no. 6,

2Zn0.675

OH0.90

2 2

' 2 2 2

sp Zn OH Zn OHK a a Zn OH

2

16 162

2 16

22

Zn OH

3.0 10 3.0 10Zn OH 5.49 10

0.675 0.90

2 1Kelarutan S Zn OH

2

2 16S 2S 5.49 10

116 3

65.49 10S 5.2 10 M

4

(b) Kelarutan molar Zn(OH)2 dalam 0.0167 M K2SO4

2 212 0.0167 1 0.0167 2 0.050

2

2Zn0.48

OH0.81

2 2

' 2 2 2

sp Zn OH Zn OHK a a Zn OH

2

16 162

2 16

22

Zn OH

3.0 10 3.0 10Zn OH 9.53 10

0.48 0.81

2 1Kelarutan S Zn OH

2

2 16S 2S 9.53 10

116 3

69.53 10S 6.2 10 M

4

(c) Kelarutan molar Zn(OH)2 dalam larutan yang dihasilkan dengan mencampurkan

20.0 mL 0.250 M KOH dengan 80.0 mL 0.0250 M ZnCl2

30.250 mol L0.25 M KOH 20.0 mL 5.0 10 mol KOH

L 1000 mL

3

2 2

0.0250 mol L0.025 M ZnCl 80.0 mL 2.0 10 mol ZnCl

L 1000 mL

325.0 10 mol 1000 mL

K 5.0 10 M100.0 mL L

3 3

25.0 10 2 2.0 10 mol 1000 mL

OH 1.0 10 M100.0 mL L

3

22 2.0 10 mol 1000 mL

Cl 4.0 10 M100.0 mL L

2Zn 0

2 2 210.05 1 0.010 1 0.04 1 0.05

2

Dari tabel pada soal no. 6,

2Zn0.48

OH0.81 2 2

' 2 2 2

sp Zn OH Zn OHK a a Zn OH

2

16 162

2 16

22

Zn OH

3.0 10 3.0 10Zn OH 9.53 10

0.48 0.81

2Kelarutan S Zn 2

2 16S 1.0 10 9.53 10

1

316

12

22

9.53 10S 9.53 10 M

1.0 10

9. Hitunglah kelarutan senyawa berikut ini dalam 0.0333 M larutan Mg(ClO4)2

menggunakan (1) aktivitas dan (2) konsentrasi molar:

(a) AgSCN!

(b) PbI2!

(c) Cd2Fe(CN)6!

Pembahasan:

2 210.0333 2 2 0.0333 1 0.100

2

(a) AgSCN

AgSCN s Ag SCN

(1) Ag

0.75 SCN

0.76 2

'

sp Ag SCN Ag SCNK a a Ag SCN

12 1212

Ag SCN

1.1 10 1.1 10Ag SCN 1.93 10

0.75 0.76

kelarutan S Ag SCN

1

2 12 12 62S 1.93 10 S 1.93 10 1.4 10 M

(2) 1

12 62S 1.1 10 1.0 10 M

(b) PbI2

2

2PbI s Pb 2I

(1) 2Pb0.36

I0.75 2 2

2' 2 2

sp Pb I Pb IK a a Pb I

2

9 92

2 8

2

Pb I

7.9 10 7.9 10Pb I 3.90 10

0.36 0.75

2 1kelarutan S Pb I

2

18 3

2 8 33.90 10S 2S 3.90 10 S 2.1 10 M

4

(2)

19 3

37.90 10S 1.3 10 M

4

(c) Cd2Fe(CN)6

42

2 6 6Cd Fe CN s 2Cd Fe CN

2Cd0.38

4

6Fe CN

0.020

2 4 2 4

6 6

2 4' 2 2

sp Cd Cd 6Fe CN Fe CNK a a Cd Fe CN

2 4

6

17 172 42 13

226

Cd Fe CN

3.2 10 3.2 10Cd Fe CN 1.1 10

0.38 0.020

42

6

1kelarutan S Cd Fe CN

2

113 3

2 13 51.10 102S S 1.10 10 S 1.4 10 M

4

(2)

117 3

63.2 10S 2.0 10 M

4

BAB 3 METODE ANALISIS GRAVIMETRI

1. Berapa massa Cu(IO3)2 yang dapat dibentuk dari 0.500 gram CuSO4.5H2O?

Pembahasan:

34 2 24 2

4 2 4 2

1 mol Cu IO1 mol CuSO 5H O0.500 gr CuSO 5H O

249.67 gr CuSO 5H O 1 mol CuSO 5H O

3 2

3 23 2

413.35 gr Cu IO 0.828 g Cu IO

1 mol Cu IO

2. Berapa massa KIO3 yang diperlukan untuk mengubah tembaga dalam 0.200 gram

CuSO4.5H2O menjadi Cu(IO3)2?

Pembahasan:

34 2 24 2

4 2 4 2

1 mol Cu IO1 mol CuSO 5H O0.200 gr CuSO 5H O

249.67 gr CuSO 5H O 1 mol CuSO 5H O

3 3

3

3 32

2 mol KIO 214 gr KIO 0.342 g KIO

1 mol Cu IO 1 mol KIO

3. Endapan digunakan dalam penentuan gravimetrik uranium yang terdiri dari

Na2U2O7 (634.0 g/mol), (UO2)2P2O7 (714.0 g/mol), dan V2O5.2UO3 (753.9 g/mol).

Manakah dari bentuk uranium yang membentuk endapan dengan massa terbesar dari

kuantitas uranium yang diberikan?

Pembahasan:

Endapan V2O5.2UO3 memberikan massa terbesar dari kuantitas uranium yang ada.

4. Sebanyak 0.2121 gr sampel senyawa organik dibakar dengan oksigen dan CO2 yang

dihasilkan ditampung dalam larutan barium hidroksida. Hitunglah persentase karbon

dalam sampel jika 0.6006 gr BaCO3 dibentuk?

Pembahasan:

33

3

1 mol BaCO 1 mol C 12.011 g C0.6006 g BaCO

197.34 g 1 mol BaCO 1 mol C100% 17.23%

0.2121 g sampel

5. Nitrogen ammoniakal dapat ditentukan melalui perlakuan sampel dengan asam

kloroplatinat; hasil (produk) sedikit larut dalam ammonium kloroplatinat:

2 6 4 4 62H PtCl 2NH NH PtCl 2H

Endapan mengurai pada pembakaran, menghasilkan logam platinum dan gas:

4 6 2 32NH PtCl Pt s 2Cl g 2NH g 2HCl g

Hitunglah persentase ammonia dalam sampel jika 0.2115 gr yang diberikan

meningkat menjadi 0.4693 gr platinum!

Pembahasan:

3NH

17.0306 gM

mol Pt

195.08 gM

mol

3 3

3

3

2 mol NH 17.0306 g NH1 mol Pt0.4693 g Pt

195.08 g Pt 1 mol Pt 1 mol NH100% 38.74% NH

0.2115 g sampel tidak murni

6. Fosfor dalam 0.1969 g sampel diendapkan karena sedikit larut sebagai

(NH4)3PO4.12MoO3. Endapan ini disaring, dicuci, dan kemudian dilarutkan kembali

dalam asam. Perlakuan pada larutan dengan Pb2+

berlebih dihasilkan pembentukan

0.2554 g PbMoO4. Tuliskan hasil analisis dalam persen P2O5!

Pembahasan:

4PbMoOM 367.14 g / mol 2 5P OM 141.94 g / mol

444 4 4

4

1 mol PbMoOmol PbMoO 0.2554 g PbMoO 6.9565 10 mol PbMoO

367.14 g PbMoO

4 2 5 2 54

4

1 mol P O 141.94 g P O1 mol P6.9565 10 mol PbMoO

12 mol PbMoO 2 mol P 1 mol100%

0.1969 g sampel

2 52.089% P O

7. Suatu sampel biji besi berbobot 0.6428 gr dilarutkan dalam asam. Besi itu direduksi

menjadi Fe2+

dan dititrasi dengan 36.30 mL larutan K2Cr2O7 0.1052 N.

(a) Hitunglah persentase besi (Fe) dalam sampel!

(b) Nyatakan persentase sebagai Fe2O3 (bukan sebagai Fe)!

Pembahasan:

(a) Berat ekivalen besi adalah berat atomnya, 55.847 mg/mek, karena tiap atom besi

kehilangan satu elektron dalam reaksi ini. Jadi,

36.30 mL 0.1052 mek / mL 55.847 mg / mek%Fe 100%

642.8 mg

%Fe 33.18%

(b) Untuk menyatakan persentase sebagai Fe2O3 hendaknya digunakan berat

ekivalen oksida sebagai pengganti besi seperti yang digunakan pada soal (a).

Karena tiap atom besi kehilangan satu elektron dan tiap Fe2O3 berisi dua atom

besi, maka berat ekivalen Fe2O3 adalah berat molekul dibagi dua, 159.69/2 =

79.85 mg/mek. Jadi,

2 3

36.30 mL 0.1052 mek / mL 79.85 mg / mek%Fe O 100%

642.8 mg

2 3%Fe O 47.44%

8. Suatu sampel biji besi seberat 0.4852 gr dilarutkan dalam asam, besinya dioksidasi

ke dalam keadaan oksidasi +3, dan kemudian diendapkan sebagai oksida hidrat,

Fe2O3.xH2O, Endapan disaring, dicuci, dan dibakar menjadi Fe2O3 yang ternyata

beratnya 0.2481 gr. Hitunglah persentase besi (Fe) dalam sampel itu!

Pembahasan:

Misalkan ada t gram Fe dalam sampel. Reaksinya adalah

3

2 3 2 2 32Fe Fe O xH O Fe O s

Karena 2 mol Fe3+

menghasilkan 1 mol Fe2O3, maka

Banyaknya mol Fe = 2banyaknya mol Fe2O3

t 0.24812

55.85 159.69

2 55.85t 0.2481

159.69

0.2481 2 55.85 /159.69%Fe 100% 35.77%

0.4852

9. Hitunglah berat sampel yang mengandung 12.0% klor (Cl) harus diambil untuk

dianalisis jika seorang ahli kimia itu ingin memperoleh endapan AgCl seberat 0.500

gr?

Pembahasan:

Reaksi pengendapan adalah

Ag Cl AgCl

banyaknya mol Cl banyaknya mol AgCl

Jika t = banyaknya sampel dalam gram, maka

t 0.120 0.500

35.45 143.32

t 1.03 gr

10. Dalam penerapan gravimetri terhadap belerang, terkadang endapan BaSO4 yang

sudah dipanggang sebagian tereduksi menjadi BaS. Hal ini menyebabkan suatu galat

jika analis tidak menyadari dan mengubah BaSO4 kembali menjadi BaSO4.

Misalkan suatu sampel yang mengandung 32.3% SO3 dianalisis dan 20% endapan

akhir yang ditimbang adalah BaS (80.0% adalah BaSO4). Berapa persentase SO3

hasil perhitungan analisis ini jika dimisalkan seluruh endapan adalah BaSO4?

Pembahasan:

Misalkan f adalah fraksi SO3 dan hasil hitungannya (100 f = persen SO3) serta t

adalah berat campuran BaSO4 dan BaS yang diperoleh dari 1.000 gr sampel. Jadi,

3

4

SOt

BaSO100 100f

1.000

dan

4

3

BaSOt f

SO (1)

Karena 80.0% endapan adalah BaSO4 dan 20% BaS, maka persentase SO3 yang

benar adalah

3 3

4

SO SO0.800t 0.2t

BaSO BaS100 32.3

1.000

(2)

Bila (1) disubstitusi ke dalam (2) diperoleh

4BaSO0.800f 0.200f

BaS 100 32.31.000

Dengan memasukkan berat molekul tersebut dan menyelesaikan persamaan untuk

mencari f, maka didapatkan f = 0.300. Artinya, analis akan mendapatkan 1000.300

= 30.00% SO3.

11. Suatu biji besi mengandung magnetit, Fe3O4, dianalisis dengan melarutkan 1.5419

gr sampel dalam HCl, memberikan campuran Fe2+

dan Fe3+

. Setelah menambahkan

HNO3 untuk mengoksidasi Fe2+

menjadi Fe3+

, larutan yang dihasilkan diencerkan

dengan air dan Fe3+

mengendap sebagai Fe(OH)3 dengan penambahan NH3. Setelah

disaring dan dicuci, residu dibakar, memberikan 0.8525 gr Fe2O3 murni. Hitunglah

%w/w Fe3O4 dalam sampel!

Pembahasan:

Dengan menerapkan konservasi massa Fe, dapat dituliskan

3 4 2 33 mol Fe O 2 mol Fe O

Dengan menggunakan berat molekul, BM, untuk mengubah mol menjadi gram

dalam persamaan didapatkan

3 4 2 3

3 4 2 3

3 gr Fe O 2 gr Fe O

BM Fe O BM Fe O

2 3 3 43 4

2 3

2 gr Fe O BM Fe O 2 0.8525 gr 231.54 gr/mol0.82405 gr Fe O

3 BM Fe O 3 159.69 gr/mol

3 43 4

gr Fe O 0.82405 gr100 100 53.44% w/w Fe O

gr sampel 1.5419 gr

12. Termogram seperti gambar di bawah ini menunjukkan perubahan massa untuk

sampel kalsium oksalat monohidrat, CaC2O4.H2O. Berat sampel asli 24.60 mg dan

dipanaskan dari temperatur ruangan sampai 1000°C pada penambahan 5°C per

menit. Berikut ini perubahan massa yang terjadi dengan rentang suhu yang diamati:

Kehilangan 3.03 mg dari 100-250°C

Kehilangan 4.72 mg dari 400-500°C

Kehilangan 7.41 mg dari 700-850°C

Tentukan identitas produk yang diuapkan dan residu padat pada setiap langkah

dekomposisi termalnya!

Pembahasan:

Kehilangan 3.03 mg dari 100-250°C sesuai dengan 12.32% berkurangnya massa

sampel asli.

3.03 mg100 12.32%

24.60 mg

Dalam ranah CaC2O4.H2O, hal ini bersesuaian dengan hilangnya 18.00 g/mol.

0.1232 146.11 g/mol 18.00 g/mol

Massa molar produk dipasangkan dengan rentang temperatur mengisyaratkan

adanya H2O yang hilang. Residunya adalah CaC2O4.

Hilangnya 4.72 mg dari 400-500°C yang mewakili berkurangnya 19.19% massa

sampel asli 24.60 mg, atau kehilangan

0.1919 146.11 g/mol 28.04 g/mol

Kehilangan ini konsisten dengan CO sebagai produk uap yang meninggalkan residu

CaCO3.

Hilangnya 7.41 mg dari 700-850°C mewakili berkurangnya 30.12% massa

sampel asli 24.60 mg, atau kehilangan

0.3012 146.11 g/mol 44.01 g/mol

yang mengisyaratkan hilangnya CO2. Residu akhirnya adalah CaO.

13. Sebanyak 101.3 mg sampel senyawa organik diketahui mengandung Cl dibakar

dengan O2 murni dan gas hasil pembakaran disimpan pada tabung absorben. Tabung

yang digunakan untuk menyimpan pertambahan gas CO2 sebesar 167.6 mg dan

tabung yang digunakan untuk menyimpan pertambahan H2O sebesar 13.7 mg.

Sampel kedua dengan berat 121.8 mg ditangani dengan HNO3 yang menghasilkan

Cl2 dimana akan bereaksi dengan Ag+ membentuk 262.7 mg AgCl. Tentukan

komposisi senyawa organik tersebut sesuai dengan rumus empiriknya!

Pembahasan:

Dengan menerapkan konservasi massa menjadi karbon, kita tulis

mol C = mol CO2

Dengan mengubah mol menjadi gram dan penataan untuk menyelesaikan miligram

karbon didapatkan

2

2

g CO Ar C 1000 mg/g 0.1676 g 12.011 g/mol 1000 mg/g

BM CO 44.011 g/mol

45.74 mg C

Jadi, %w/w C dalam sampel adalah

mg C 45.74 mg100 100 45.15%w / w C

mg sampel 101.3 mg

Perhitungan diulang untuk hidrogen

mol H = 2mol H2O

2

2

2 g H O Ar H 1000 mg/g 2 0.0137 g 1.008 g/mol 1000 mg/g

BM H O 18.015 g/mol

1.533 mg H

mg H 1.533 mg100 100 1.51%w / w H

mg sampel 101.3 mg

dan untuk klorin (Cl)

mol Cl = mol AgCl

g AgCl Ar Cl 1000 mg/g 0.2627 g 35.453 g/mol 1000 mg/g

BM AgCl 143.32 g/mol

64.98 mg Cl

mg Cl 64.98 mg100 100 53.35%w / w Cl

mg sampel 121.8 mg

Dengan penambahan bersama persen berat untuk C, H, dan Cl memberikan hasil

total 100.01%. Senyawa ini terdiri dari tiga komponen. Untuk menentukan rumus

empirik senyawa, kita asumsikan terdapat 1 gr senyawa yang terdiri dari 0.4515 gr

C (0.0376 mol C), 0.0151 gr H (0.0150 mol H), dan 0.5335 gr Cl (0.0150 mol Cl).

Hidrogen dan klorin mempunyai rasio molar 1:1. Ratio molar C pada mol H atau Cl

adalah

mol C mol C 0.03762.51 2.5

mol H mol Cl 0.0150

Jadi, rumus empirik senyawa tersebut adalah C5H2Cl2.

BAB 4 METODE ANALISIS TITRIMETRI

1. Sebanyak 0.4512 gr sampel standar primer Na2CO3 membutuhkan 36.44 mL larutan

H2SO4 untuk mencapai titik akhir pada reaksi

2

3 2 2CO 2H H O CO g

Berapakah molaritas dari H2SO4?

Pembahasan:

2 3Na COM 105.99 g/mol

2

3 2 2CO 2H H O CO g

+

2 3 2 4 2 42 3 +

2 3

1 mol Na CO 1 mol H SO 1000 mmol H SO 2 mol H0.4512 g Na CO

105.99 g mol Na CO 2 mol H mol

36.44 mL

2 40.1168 M H SO

2. Titrasi 50.00 mL 0.05251 M Na2C2O4 membutuhkan 36.75 mL larutan kalium

permanganat.

2

4 2 2 4 2 22MnO 5H C O 6H 2Mn 10CO g 8H O

Hitunglah kemolaran larutan KMnO4!

Pembahasan:

2

4 2 2 4 2 22MnO 5H C O 6H 2Mn 10CO g 8H O

2 2 4 42 2 4

2 2 4

0.05251 mol Na C O 2 mol KMnOL 1000 mmol 50.00 ml Na C O

L 1000 mL 5 mol Na C O mol

36.44 mL

40.02858 M KMnO

3. Sebanyak 0.3125 g sampel standar primer Na2CO3 ditangani dengan 40.00 mL asam

perklorat encer. Larutan ini dipanaskan untuk menghilangkan CO2, kemudian

HClO4 berlebih dititrasi kembali dengan 10.12 mL NaOH encer. Dalam eksperimen

terpisah, dibutuhkan 27.43 mL HClO4 untuk menetralisasi NaOH sebanyak 25.00

mL. Hitunglah kemolaran HClO4 dan NaOH!

Pembahasan:

4HClO 4 4

NaOH

V 27.43 mL HClO mL HClO1.0972

V 25.00 mL NaOH mL NaOH

Volume HClO4 yang dibutuhkan untuk menitrasi 0.3125 gr Na2CO3 adalah

44 4

1.0972 mL HClO40.00 mL HClO 10.12 mL NaOH 28.896 mL HClO

mL NaOH

Jadi,

2 3 2 3 44

4 2 3

0.3125 g Na CO 1 mol Na CO 2 mol HClO 1000 mmol0.2041 M HClO

28.896 mL HClO 105.99 g 1 mol Na CO mol

dan

4

4

HClO

NaOH HClO

NaOH

Vc c

V

4 4

4

0.2041 mol HClO 1.0972 mL HClO 1 mol NaOH0.2041 M 0.2239 M NaOH

L mL NaOH mol HClO

4. Arsenik dalam 1.010 gr sampel pestisida diubah menjadi H3AsO4 dengan perlakuan

berikut. Asam yang dinetralisasi dan penambahan 40.00 mL 0.06222 M AgNO3

untuk mengendapkan arsenik secara kuantitatif sebagai Ag3AsO4. Kelebihan Ag+

pada filtrat dan dalam pencucian endapan dititrasi dengan 10.76 mL 0.1000 M

KSCN; reaksinya adalah

Ag SCN AgSCN s

Hitunglah persentase As2O3 pada sampel!

Pembahasan:

3 4 3 4H AsO 3Ag 3H Ag AsO s

mmol Ag+ berlebih sama dengan mmol KSCN,

0.1000 mmol KSCN 1 mmol Agmmol Ag berlebih 10.76 mL 1.0760 mmol Ag

mL 1 mmol KSCN

33 3

0.06222 mmol AgNOmmol AgNO ditambahkan 40.00 mL 2.4888 mmol AgNO

mL

+ +mmol Ag bereaksi 2.4888 1.0760 mmol 1.4128 mmol Ag

2 3%As O dalam sampel

+ 3 4 2 3 2 3

+

3 4

1 mmol Ag AsO 1 mmol As O 197.84 g As O1.4128 mmol Ag

3 mmol Ag 2 mmol Ag AsO 1000 mmol100

1.010 g sampel

2 34.612% As O

5. Sebanyak 0.1752 gr sampel standar primer AgNO3 dilarutkan dalam 502.3 air

destilasi. Hitunglah molaritas berat Ag+ dalam larutan ini!

Pembahasan:

+

33

+ 3

1 mol AgNO 1 mol Ag 1000 mmol0.1752 g AgNO

169.87 g 1 mol AgNO molmolaritas berat Ag

502.3 mL

32.0533 10

6. Larutan standar yang digunakan pada soal no. 5 digunakan untuk menitrasi 25.171

gr sampel larutan KSCN. Titik akhir diketahui setelah penambahan 23.765 gr

larutan AgNO3. Hitunglah molaritas berat larutan KSCN ini!

Pembahasan:

3

32.0533 10 mol AgNO 1000 mmol23.765 mL

1000 mL molmolaritas berat KSCN25.171 mL

31.9386 10

7. Larutan yang digambarkan pada soal no. 5 dan 6 digunakan untuk menentukan

BaCl2.2H2O dalam 0.7120 gr sampel. Sebanyak 20.102 gr sampel AgNO3

ditambahkan pada larutan sampel dan kelebihan AgNO3 dititrasi kembali dengan

7.543 gr larutan KSCN. Hitunglah persentase BaCl2.2H2O dalam sampel!

Pembahasan:

2 2BaCl 2H O

gM 244.26

mol

3

33

2.0533 10 mmol AgNOmmol AgNO terpakai 20.102 mL

mL

3

31 mmol AgNO1.9386 10 mmol KSCN7.543 mL

mL 1 mmol KSCN

0.026653 mmol

2 23

32 2

1 mmol BaCl 2H O 244.26 g0.026653 mol AgNO

2 mol AgNO 1000 mmol% BaCl 2H O 100%

0.7120 g sampel

0.4572%

8. Suatu sampel natrium oksalat murni bermassa 0.2856 gr dilarutkan dalam air,

ditambahkan asam sulfat, dan larutan dititrasi pada 70°C, diperlukan larutan KMnO4

45.12 mL. Titik akhir dilampaui dan dilakukan titrasi-balik dengan 1.74 mL 0.1032

N larutan asam oksalat. Hitunglah normalitas larutan KMnO4 itu!

Pembahasan:

Reaksi ion:

2 2

2 4 4 2 25C O 2MnO 16H 2Mn 10CO 8H O

Diketahui bahwa

mek permanganat = mek oksalat

atau

mek KMnO4 = mek Na2C2O4 + mek H2C2O4

4 4 2 2 4 2 2 4

2 2 4KMnO KMnO H C O H C O

2 2 4

mg Na C OV N V N

BE Na C O

Karena ion oksalat kehilangan dua elektron dalam reaksi tersebut, berat ekivalen

Na2C2O4 adalah setengah bobot molekulnya atau 134.0/2 = 67.00. Karena itu

4KMnO

285.645.12 N 1.74 0.1032

67.00

4KMnON 0.0985 mek/mL

9. Sketsalah kurva titrasi untuk titrasi 50.0 mL 0.100 M asam asetat dengan 0.100 M

NaOH!

Pembahasan:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

10. Sebanyak 50.00 mL sampel minuman citrus membutuhkan 17.62 mL 0.04166 M

NaOH untuk mencapai titik akhir PP seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan

keasaman sampel dalam ranah gram asam sitrat, C6H8O7, per 100 mL!

Pembahasan:

Karena asam sitrat merupakan asam lemah triprotik, kita harus menentukan dahulu

titik ekivalen yang akan didapatkan. Tiga konstanta disosiasi asam sitrat adalah pKa1

= 3.13, pKa2 = 4.76, dan pKa3 = 6.40.

Diagram Ladder untuk asam sitrat adalah

Titik akhir PP adalah dasar, berdasarkan perhitungan pH 8.30 dan dapat

mencapainya hanya jika titrasi dilakukan pada titik ekivalensi. Jadi,

3 mol asam sitrat mol NaOH

Dengan membuat substitusi yang tepat untuk mol asam sitrat dan mol NaOH

memberikan persamaan berikut

b b

3 g asam sitratM V

BM asam sitrat

yang dapat diselesaikan untuk gram asam sitrat

b b

0.04166 M 0.01762 L 192.13 g/molM V BM asam sitratg asam sitrat

3 3

0.04701 g asam sitrat

Karena gram asam sitrat dalam 50 mL sampel, konsentrasi asam sitrat minuman

citrus adalah 0.09402 g/100 mL.

11. Kemurnian dalam pembuatan sulfanilamida, C6H4N2O2S, ditentukan dengan

mengoksidasi belerang menjadi SO2 dan mendidihkan SO2 dalam H2O2 untuk

menghasilkan H2SO4. Asam kemudian dititrasi dengan larutan standar NaOH

sampai titik akhir bromtimol biru, dimana keasaman proton asam sulfat dinetralisasi.

Hitunglah kemurnian dalam pembuatannya jika digunakan 0.5136 g sampel

membutuhkan 0.1251 M NaOH!

Pembahasan:

Konservasi proton untuk reaksi titrasi diketahui bahwa

2 42 mol H SO mol NaOH

Karena semua belerang dalam H2SO4 berasal dari sulfanilamida, kita gunakan

konservasi massa pada belerang untuk menyetarakan hubungan stoikiometrik.

6 4 2 2 2 42 mol C H N O S mol H SO

Kombinasi dua persamaan konservasi memberikan persamaan tunggal yang

menghubungkan mol analit dengan mol titran.

6 4 2 22 mol C H N O S mol NaOH

Dengan mensubstitusikan untuk mol sulfanilamida dan mol NaOH memberikan

b b

2 g sulfanilamidaM V

BM sulfanilamida

yang dapat diselesaikan untuk mencari gram sulfanilamida

b b

0.1251 M 0.04813 L 168.18 g/molM V BM sulfanilamida

2 2

0.5063 g sulfanilamida

Jadi, kemurnian dalam pembuatan sulfanilamida adalah

g sulfanilamida 0.5063 g100 100 98.58% w/w sulfanilamida

g sampel 0.5136 g

12. Alkalinitas air alam biasanya dipengaruhi oleh OH-, CO3

2-, dan HCO3

-, yang ditemui

secara sendiri maupun kombinasinya. Penitrasian 100.0 mL sampel pada pH 8.3

membutuhkan 18.67 mL 0.02812 M larutan HCl. Pada 100.0 mL alikuot kedua

membutuhkan 48.12 mL titran yang sama untuk mencapai pH 4.5. Identifikasilah

sumber alkalinitas dan konsentrasinya dalam ppm!

Pembahasan:

Karena volume titran yang diperlukan untuk mencapai pH 4.5 lebih dua kali dari

volume yang diperlukan untuk mencapai pH 8.3, maka sesuai dengan tabel di bawah

ini, alkalinitas dipengaruhi oleh CO32-

dan HCO3-.

Hubungan antara Volume Titik Akhir dan Sumber Alkalinitas

Sumber Alkalinitas Hubungan antara Volume Titik Akhir

OH- VpH 4.5 = VpH 8.3

CO32-

VpH 4.5 = 2VpH 8.3

HCO3- VpH 8.3 = 0; VpH 4.5 > 0

OH- dan CO3

2- VpH 4.5 < 2VpH 8.3

CO32-

dan HCO3- VpH 4.5 > 2VpH 8.3

Penitrasian sampai pH 8.3 menetralkan CO32-

sampai HCO3-, tetapi tidak

menyebabkan reaksi antara titran dengan HCO3-.

Jadi,

2

3mol HCl pada pH 8.3 mol CO

atau

2

3a a,pH8.3 2

3

g COM V

BM CO

Penyelesaian gram karbonat memberikan

2 2

3 a a,pH8.3 3g CO M V BM CO

2

30.02812 M 0.01867 L 60.01 g/mol 0.03151 g CO

Konsentrasi CO32-

adalah

223

3

mg CO 31.51 mg315.1 ppm CO

liter 0.1000 L

Penitrasian titik akhir kedua pada pH 4.5 menetralkan CO32-

sampai H2CO3 dan

HCO3- sampai H2CO3.

Dengan konservasi proton membutuhkan

2

3 3mol HCl pada pH 4.5 2 mol CO mol HCO

atau

2

3 3a a,pH4.5 2

3 3

2 g CO g HCOM V

BM CO BM HCO

Penyelesaian gram bikarbonat memberikan

2

33 a a,pH4.5 32

3

2 g COg HCO M V BM HCO

BM CO

3

2 0.03151 g0.02812 M 0.04812 L 61.02 g/mol 0.01849 g HCO

60.01 g/mol

Konsentrasi HCO3- adalah

33

mg HCO 18.49 mg184.9 ppm HCO

liter 0.1000 L

13. Tuliskan persamaan kimia dan konstanta kesetimbangan untuk tahapan

pembentukan

(a) Ni(CN)42-

!

(b) Cd(SCN)3-!

Pembahasan:

(a) Ni(CN)42-

2Ni CN Ni CN

1 2

Ni CNK

Ni CN

2

Ni CN CN Ni CN

2

2

Ni CNK

Ni CN CN

2 3

Ni CN CN Ni CN

3

3

2

Ni CNK

Ni CN CN

2

3 4Ni CN CN Ni CN

2

4

4

3

Ni CNK

Ni CN CN

(b) Cd(SCN)3-

2Cd SCN Cd SCN

1 2

Cd SCNK

Cd SCN

2

Cd SCN SCN Cd SCN

2

2

Cd SCNK

Cd SCN SCN

2 3

Cd SCN SCN Cd SCN

3

3

2

Cd SCNK

Cd SCN SCN

14. Tuliskan persamaan konstanta disosiasi asam dan [H+] untuk nilai alfa tertinggi

untuk setiap ligan asam lemah

(a) asetat (α1)!

(b) tartrat (α2)!

Pembahasan:

(a) Asetat (α1)

3 3CH COOH CH COO H

T 3 3c CH COOH CH COO

3

a

3

CH COO HK

CH COOH

3

3

a

CH COO HCH COOH

K

3

T 3 3

a a

CH COO H Hc CH COO CH COO 1

K K

a

T 3

a

H Kc CH COO

K

3 3 a1

T aa

3

a

CH COO CH COO K

c H KH KCH COO

K

(b) Tartrat (α2)

2 4 2 2 4 22C H O COOH C H O COOH COO H

2 4 2

a1

2 4 2 2

C H O COOH COO HK

C H O COOH

2 4 2 2 4 22

C H O COOH COO C H O COO H

2 4 22

a2

2 4 2

C H O COO HK

C H O COOH COO

2 4 2

2

2 4 2

a2

C H O COO HC H O COOH COO

K

2

2 4 22 4 2 2

2 4 2 2a1 a1 a2

C H O COO HC H O COOH COO HC H O COOH

K K K

T 2 4 2 2 4 2 2 4 22 2c C H O COOH C H O COOH COO C H O COO

2

2 4 2 2 4 22 2

2 4 22

a1 a2 a2

C H O COO H C H O COO HC H O COO

K K K

2

2 4 22

a1 a2 a2

H HC H O COO 1

K K K

2

a1 a1 a2

2 4 22

a1 a2

H K H K KC H O COO

K K

2 4 22

2

T

C H O COO

c

2 4 22

2

a1 a1 a2

2 4 22

a1 a2

C H O COO

H K H K KC H O COO

K K

a1 a2

2

a1 a1 a2

K K

H K H K K

15. Mengapa hanya sedikit MgY2-

yang ditambahkan pada sampel air untuk dititrasi

dalam penentuan kekerasan air?

Pembahasan:

MgY2-

ditambahkan untuk meyakini adanya konsentrasi analitik tertentu Mg2+

untuk

menambahkan titik akhir dengan indikator Eriochrome Black T (EBT).

16. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 3.0 g NaH2Y.2H2O dalam 1.0 L air dan

distandarisasi dengan 50.00 mL alikuot 0.004517 M Mg2+

. Titrasi rata-rata

diperlukan 32.22 mL. Hitunglah konsentrasi molar EDTA!

Pembahasan:

2+

2+

0.004517 mmol Mg 1 mmol EDTA50.00 mL

mL mmol Mg0.007010 M EDTA

32.22 mL EDTA

17. Suatu larutan mengandung 1.694 mg CoSO4 (155.0 g/mol) per mililiter. Hitunglah

(a) volume 0.08640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi 25.00 mL alikuot

larutan tersebut!

(b) volume 0.009450 M Zn2+

yang diperlukan untuk menitrasi kelebihan reagen

setelah penambahan 50.00 mL 0.008640 M EDTA pada 25.00 mL alikuot

larutan tersebut!

(c) volume 0.008640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi Zn2+

pengganti

Co2+

setelah penambahan ZnY2-

berlebih pada 25.00 mL alikuot larutan CoSO4.

Reaksinya adalah

2 2 2 2Co ZnY CoY Zn

Pembahasan:

Pertama, kita hitung konsentrasi CoSO4,

4 44

1.694 mg CoSO 1 mL CoSO0.01093 M CoSO

mL 155.0 mg

Dalam setiap bagian,

4 4

0.01093 mmolmmol CoSO 25.00 mL 0.2732 mmol CoSO

mL

(a) Penentuan volume 0.08640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi 25.00 mL

alikuot larutan

4

4

1 mmol EDTA 1 mL EDTA0.2732 mmol CoSO 31.62 mL EDTA

mmol CoSO 0.008640 mmol

(b) Penentuan volume 0.009450 M Zn2+

yang diperlukan untuk menitrasi kelebihan

reagen setelah penambahan 50.00 mL 0.008640 M EDTA pada 25.00 mL

alikuot larutan

0.008640 mmol EDTA

mmol ekses EDTA 50.00 mLmL

4

4

1 mmol EDTA0.2732 mmol CoSO 0.1588 mmol EDTA

mmol CoSO

2+ 2+

2+1 mmol Zn 1 mL Zn0.1588 mmol EDTA 16.80 mL Zn

mmol EDTA 0.009450 mmol

(c) Penentuan volume 0.008640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi Zn2+

pengganti Co2+

setelah penambahan ZnY2-

berlebih pada 25.00 mL alikuot

larutan CoSO4.

2+

4 2+

4

1 mmol Zn 1 mmol EDTA 1 mL EDTA0.2732 mmol CoSO

mmol CoSO mmol Zn 0.008640 mmol

31.62 mL EDTA

18. Penyepuhan Cr pada permukaan terhitung 3.004.00 cm dilarutkan dalam HCl. pH

sudah ditentukan sebelumnya dimana 15.00 mL 0.01768 M EDTA diketahui.

Reagen berlebih membutuhkan 4.30 mL titrasi-balik dengan 0.008120 M Cu2+

.

Hitunglah berat rata-rata Cr terhadap sentimeter kuadrat luas permukaan!

Pembahasan:

0.01768 mmol EDTAmmol EDTA bereaksi 15.00 mL EDTA

mL

2+2+

2+

0.008120 mmol Cu 1 mmol EDTA4.30 mL Cu 0.2303 mmol EDTA

mL mmol Cu

2 2

1 mmol Cr 51.996 mg Cr0.2303 mmol EDTA

mg Crmmol EDTA mmol0.998

3.00 4.00 cm cm

19. Larutan EDTA dibuat dengan melarutkan 4 g garam dinatrium dalam 1.0 L air.

Rata-rata 42.35 mL larutan ini dibutuhkan untuk menitrasi 50.00 mL alikuot standar

yang mengandung 0.7682 g MgCO3 per liter. Titrasi 25.00 mL sampel air mineral

pada pH 10 membutuhkan 18.81 mL larutan EDTA. Sebanyak 50.00 mL alikuot air

mineral terdapat alkalin kuat untuk mengendapkan Mg sebagai Mg(OH)2. Titrasi

dengan indikator kalsium-spesifik membutuhkan 31.54 mL larutan EDTA.

Hitunglah

(a) kemolaran larutan EDTA!

(b) konsentrasi CaCO3 dalam air mineral (ppm)!

(c) konsentrasi MgCO3 dalam air mineral (ppm)!

Pembahasan:

(a) Kemolaran larutan EDTA

3 33

3

0.7682 g MgCO 1000 mmol MgCO 1 mmol EDTA50.0 mL MgCO

1000 mL 84.314 g mmol MgCO

42.35 mL EDTA

0.01076 M EDTA

(b) Konsentrasi CaCO3 dalam air mineral (ppm)

2

3 3 3

1.076 10 mmol18.81 mL

mmol CaCO mmol MgCO mL8.094 10 M

mL sampel 25.00 mL

2

3

3

1 mmol CaCO1.076 10 mmol EDTA31.54 mL EDTA

mL mmol EDTAmmol CaCO

mL sampel 50.00 mL

36.786 10 M

3 3 33mmol MgCO8.094 10 M 6.786 10 M 1.308 10 M

mL sampel

363 36.786 10 mmol CaCO 100.09 g CaCO 1.000 mL sampel

10 ppmmL sampel 1000 mmol g sampel

3679.2 ppm CaCO

(c) Konsentrasi MgCO3 dalam air mineral (ppm)

363 31.308 10 mmol MgCO 84.314 g MgCO 1.000 mL sampel

10 ppmmL sampel 1000 mmol g sampel

3110.3 ppm MgCO

20. Spesimen urin umur 24 jam diencerkan sampai 2.00 L. Setelah larutan di buffer

pada pH 10, sebanyak 10 mL alikuot dititrasi dengan 27.32 mL 0.003960 M EDTA.

Kalsium dalam 10.00 mL alikuot kedua diisolasi sebagai CaC2O4 (s), dilarutkan

kembali, dan dititrasi dengan 12.21 mL larutan EDTA. Dengan mengasumsikan 15

dari 300 mg magnesium dan 50 dari 400 mg kalsium per hari adalah normal, apakah

spesimen ini jauh dari jangkauan ini?

Pembahasan:

2+ 2+mmol Mg mmol Ca

2+ 2+0.003960 mmol EDTA mmol Mg mmol Ca27.32 mL EDTA 0.108187 mmol

mL mmol EDTA

2+2+ 2+0.00396 mmol EDTA 1 mmol Ca

mmol Ca 12.21 mL EDTA 0.048352 mmol CamL mmol EDTA

2+ 2+mmol Mg 0.108187 0.048352 0.059835 mmol Mg

2+2+

2+

40.08 mg Ca0.048352 mmol Ca

mmol387.6 ppm Ca

L 110.00 mL

1000 mL 2.000 L

2+2+

2+

24.305 mg Mg0.059835 mmol Mg

mmol290.9 ppm Mg

L 110.00 mL

1000 mL 2.000 L

Kedua nilai tersebut dalam keadaan normal.

21. Kromel adalah suatu alloy yang terdiri dari nikel, besi, dan kromium. Sebanyak

0.6472 g sampel dilarutkan sampai 250.0 mL. Ketika 50.00 mL alikuot 0.05182 M

EDTA dicampur dengan volume yang sama pada sampel yang dilarutkan, ketiga ion

terkelat, dan dibutuhkan 5.11 mL titrasi-balik dengan 0.06241 M tembaga (II).

Kromium dalam 50.00 mL alikuot kedua di-masking melalui penambahan

heksametilenatetramina; titrasi Fe dan Ni membutuhkan 36.28 mL 0.05182 M

EDTA. Besi dan kromium di-masking dengan pirofosfat dalam 50.00 mL alikuot

ketiga, dan nikel dititrasi dengan 25.91 mL larutan EDTA. Hitunglah persentase

nikel, kromium, dan besi pada alloy!

Pembahasan:

0.05182 mmol EDTAmmol EDTA bereaksi dalam 50.00 mL 50.00 mL EDTA

mL

2+2+

2+

0.06241 mmol Cu 1 mmol EDTA5.11 mL Cu 2.27208 mmol

mL mmol Cu

2.27208 mmolmmol EDTA bereaksi dalam 350 mL mmol Ni Fe Cr 11.3604 mmol

50.00 mL

250.0 mL

0.05182 mmol EDTA36.28 mL EDTA

mLmmol Ni mmol Fe 9.4002 mmol

50.00 mL

250.0 mL

mmol Cr 11.3604 mmol 9.4002 mmol 1.9603 mmol Ni

0.05182 mmol EDTA 1 mmol Ni25.91 mL EDTA

mL mmol EDTAmmol Ni 6.7133 mmol Ni

50.00 mL

250.0 mL

mmol Fe 9.4002 mmol 6.7133 mmol 2.6869 mmol Fe

51.996 g Cr1.9603 mmol

1000 mmol%Cr 100% 15.75% Cr0.6472 g

58.69 g Ni6.7133 mmol

1000 mmol%Ni 100% 60.88% Ni0.6472 g

55.847 g Fe2.6869 mmol

1000 mmol%Fe 100% 23.19% Fe0.6472 g

BAB 5 METODE ELEKTROKIMIA

1. Potensial elektroda standar untuk reduksi Ni2+

menjadi Ni adalah – 0.25V. Apakah

potensial elektroda nikel berkurang dalam 1.00 M larutan NaOH yang dijenuhkan

dengan Ni(OH)2 menjadi lebih negatif dibandingkan 2

0

Ni / NiE atau lebih rendah?

Jelaskan!

Pembahasan:

Potensial dalam kehadiran basa mengakibatkan lebih negatif karena aktivitas ion

nikel dalam larutan ini akan jauh lebih rendah dari 1 M. Akibatnya akan terjadi gaya

reduksi jika Ni(II) menjadi keadaan logam juga akan lebih rendah dan potensial

elektroda secara signifikan menjadi negatif. Faktanya potensial elektroda standar

untuk reaksi

2

Ni OH 2e Ni s 2OH 0E 0.72V

dimana untuk potensial standar Ni adalah

2Ni 2e Ni s 0E 0.250V

2. Tuliskan persamaan ionik setara untuk reaksi berikut ini! Berikan H+ dan/atau H2O

untuk menyetarakan reaksi tersebut!

(a) Cr (s) + Ag+ → Cr

3+ + Ag (s)

(b) MnO42-

+ H2SO3 → Mn2+

+ SO42-

Pembahasan:

(a) Cr (s) + 3Ag+ → Cr

3+ + 3Ag (s)

(b) 2MnO42-

+ 5H2SO3 → 2Mn2+

+ 5SO42-

+ 4H+ + 3H2O

3. Gunakan aktivitas untuk menghitung potensial elektroda hidrogen standar dimana

elektrolitnya adalah 0.0100 M HCl dan aktivitas H2 adalah 1.00 atm!

Pembahasan:

22H 2e H g

2H0

2 22

H H

p0.0592 0.0592 1.00E E log 0.00 log

2 2a H

Kekuatan ionik larutan μ adalah

2 210.0100 1 0.0100 1 0.0100

2

H0.913

2 2

0.0592 1.00E 0.00 log 0.00 0.121 0.121V

2 0.0100 0.913

4. Jika setengah-sel berikut terdiri dari elektrode sel galvani di kanan dan elektroda

standar hidrogen di kiri, hitunglah potensial selnya! Jika sel diketahui, tentukanlah

elektroda berikut manakah yang bertindak sebagai anoda atau katodanya!

(a) Ni|Ni2+

(0.0943 M)

(b) Ag|AgI (jenuh), KI (0.0922 M)

Pembahasan:

(a) Ni|Ni2+

(0.0943 M)

Ni

0.0592 1.00E 0.250 log 0.250 0.030 0.280V anoda

2 0.0943

(b) Ag|AgI (jenuh), KI (0.0922 M)

NiE 0.151 0.0592log 0.0922 0.151 0.061 0.090V anoda

5. Konstanta kelarutan produk untuk Ag2SO3 adalah 1.510-14

. Hitunglah E0 untuk

proses

2

2 3 3Ag SO s 2e 2Ag SO

Pembahasan:

2Ag 2e 2Ag s 0E 0.779V

22 14

3 spAg SO 1.5 10 K

2

3

2

sp

SO0.0592 1 0.0592E 0.799 log 0.799 log

2 2 KAg

Saat [SO32-

] = 1.00, E = E0 untuk 2

2 3 3Ag SO s 2e 2Ag SO . Jadi,

14

sp

0.0592 1.00 0.0592 1.00E 0.799 log 0.799 log 0.799 0.409

2 K 2 1.5 10

0.390V

6. Hitunglah E0 untuk proses

2 4ZnY 2e Zn s Y

dimana Y4-

merupakan anion EDTA yang terdeprotonasi! Konstanta pembentukan

ZnY2-

adalah 3.21016

.

Pembahasan:

2

0.0592 1E 0.763 log

2 Zn

2

16

2 4

ZnY3.2 10

Zn Y

16 4

2

3.2 10 Y0.0592E 0.763 log

2 ZnY

Saat 4 2Y ZnY 1.00 , 2

0

ZnYE E . Jadi,

163.2 10 1.000.0592E 0.763 log 0.763 0.489 1.25V

2 1.00

7. Hitunglah potensial dua setengah-sel berikut yang dihubungkan dengan jembatan

garam; sel galvani dengan dua elektroda platina, satu elektroda di kiri dicelupkan

pada larutan 0.0301 M Fe3+

dan 0.0760 M Fe2+

, satu elektroda di kanan dicelupkan

pada larutan 0.00309 M Fe(CN)64-

dan 0.1564 M Fe(CN)63-

!

Pembahasan:

3Fe

0.0760E 0.771 0.0592log 0.747V

0.0301

3

6Fe CN

0.00309E 0.36 0.0592log 0.461V

0.1564

sel kanan kiriE E E 0.747 0.461 0.286V

8. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 0.2256 g sampel kawat besi elektrolit dalam

asam yang ditambahkan pereduksi Jones. Besi (II) dititrasi membutuhkan 35.37 mL

titran. Hitunglah konsentrasi oksidan molar jika titran yang digunakan berupa

(a) Cr2O72-

(produk: Cr3+

)!

(b) V(OH)4+ (produk: VO

2+)!

Pembahasan:

2+2+1000 mmol Fe

0.2256 g sampel 4.03961 mmol Fe55.847 g

(a) Cr2O72-

(produk: Cr3+

)

22+22 7

2 72+

1 mmol Cr O4.03961 mmol Fe0.01904 M Cr O

35.37 mL 6 mmol Fe

(b) V(OH)4+ (produk: VO

2+)

2+

4

2+ 4

1 mmol V OH4.03961 mmol Fe0.1142 M V OH

35.37 mL mmol Fe

9. Sebanyak 0.7120 g biji besi terdapat pada larutan dan ditambahkan pereduksi Jones.

Titrasi Fe(II) yang dihasilkan membutuhkan 39.21 mL 0.02086 M KMnO4. Berikan

hasil analisis dalam (a) persen Fe dan (b) persen Fe2O3!

Pembahasan:

2 2 3

4 2MnO 5Fe 8H Mn 5Fe 4H O

2+

4 2 351 mmol MnO 5 mmol Fe mmol Fe O

2

44 4

0.02086 mmol KMnOmmol KMnO 39.21 mL KMnO

mL

40.8179 mmol KMnO

(a) Persen Fe

2+

4 2+

4

5 mmol Fe 1 mmol Fe 55.847 g Fe0.8179 mmol KMnO

mmol KMnO mmol Fe 1000 mmol100%

0.7120 g sampel

32.08% Fe

(b) Persen Fe2O3

2 3 2 34

4

5 mmol Fe O 159.692 g Fe O0.8179 mmol KMnO

2 mmol KMnO 1000 mmol100%

0.7120 g sampel

2 345.86% Fe O

10. Sebanyak 2.559 g sampel mengandung Fe dan V dilarutkan pada kondisi tertentu

sehingga menjadi Fe(III) dan V(V). Larutan ini diencerkan sampai 500.0 mL dan

50.00 mL alikuot ditambahkan pereduksi Walden dan dititrasi dengan 17.74 mL

0.1000 M Ce4+

. Alikuot kedua sebanyak 50.00 mL ditambahkan pereduksi Jones

dan dititrasi dengan 44.67 mL Ce4+

yang sama untuk mencapai titik akhir. Hitunglah

persentase Fe2O3 dan V2O5 dalam sampel!

Pembahasan:

Dalam pereduksi Walden,

2

24V OH 2H e VO 3H O

Dalam pereduksi Jones,

2

24V OH 4H 3e V 4H O

Pada titrasi pertama,

4 2 3 3Ce Fe Fe Ce

4 2 3

2 4Ce VO 3H O V OH Ce 2H

4+4+ 4+0.100 mmol Ce

mmol Fe dan V mmol Ce 17.74 mL CemL

1.7740 mmol Fe dan V

Pada titrasi kedua,

4 2 3 3Ce Fe Fe Ce

4 2 3

2 43Ce V 4H O V OH 3Ce 4H

4+mmol Fe dan 3 V mmol Ce

4+4+0.100 mmol Ce

44.67 mL Ce 4.4670 mmol Fe dan 3 VmL

Dengan mengurangi persamaan pertama dari persamaan kedua memberikan

4.4670 1.7740 2.6930 2 mmol V

2.6930mmol V 1.3465 mmol V

2

2 5 2 5

1.3465 mmol Vmmol V O 0.67325 mmol V O

2

mmol Fe 1.7740 1.3465 0.4275 mmol Fe

2 3 2 3

0.4275 mmol Femmol Fe O 0.21375 mmol Fe O

2

2 52 5

2 5

181.88 g V O 0.67325 mmol V O

1000 mmol 100% 47.85% V O50.00 mL

2.559 g sampel500.0 mL

2 52 3

2 3

156.69 g V O 0.21375 mmol Fe O

1000 mmol 100% 13.34% Fe O50.00 mL

2.559 g sampel500.0 mL

11. Metode Winkler untuk melarutkan oksigen dalam air berdasarkan oksidasi cepat

padatan Mn(OH)2 menjadi Mn(OH)3 dalam medium alkalin. Ketika pengasaman,

Mn(III) cepat melepaskan iodin dari iodida. Sebanyak 150.0 mL sampel air dalam

bejana, ditambahkan 1.00 mL larutan NaI dan NaOH, dan 1.00 mL larutan Mn(II).

Oksidasi Mn(OH)2 selesai dalam 1 menit. Endapan kemudian dilarutkan dengan

penambahan 2.00 mL H2SO4 saat banyaknya iodin ekivalen dengan Mn(OH)3 (serta

untuk melarutkan O2). Sebanyak 25.0 mL alikuot (dari 254 mL) dititrasi dengan

13.67 mL 0.00942 M tiosulfat. Hitunglah massa dalam miligram O2 per milimeter

sampel! (Asumsikan konsentrasi reagen bebas O2 dan sampel dilarutkan dalam

jumlah tertentu.)

Pembahasan:

2 22 3O 4Mn OH s 2H O 4Mn OH s

2

2 234Mn OH s 12H 4I 4Mn 2I 6H O

222 3 2 2

2 3 2

2 3

2

0.00942 mmol S O 1 mmol O 32.0 mg O13.67 mL S O

mL 4 mmol S O mmol

1.03 mg O

2 21.03 mg O 0.0423 mg O

150 mL mL sampel25 mL sampel

154 mL

DAFTAR PUSTAKA

Bard, A.J. dan Faulkner, L.R. 2001. Electrochemical Methods. Second Edition.

New York: Wiley.

Butler, J.N. 1998. Ionic Equilibrium: Solubility and pH Calculations. New York:

Wiley.

Day dan Underwood. 1991. Quantitative Analysis. 4th

Edition. New Jersey:

Prentice Hall International Inc.

Harvey, David. 2000. Modern Analytical Chemistry. Boston: McGraw-Hill

Companies, Inc.

Skoog, D.A., West, D.M., dan Holler, F.J., Crouch, S.R. 2004. Fundamental of

Analytical Chemistry. 8th

Edition. Canada: Thomson Brooks/Cole.

Wilson, C.L. dan Wilson, D.W. 2003. Comprehensive Analytical Chemistry. New

York: Elsevier.