KONDUKTOMETRIK 1 Konduktan adalah daya hantar listrik yang satuannya disebut Siemens atau Ohm, ohm adalah daya tahan listrik (resisten). Konduktan atau.

Presentasi berjudul: "KONDUKTOMETRIK 1 Konduktan adalah daya hantar listrik yang satuannya disebut Siemens atau Ohm, ohm adalah daya tahan listrik (resisten). Konduktan atau."— Transcript presentasi:

1 KONDUKTOMETRIK 1 Konduktan adalah daya hantar listrik yang satuannya disebut Siemens atau Ohm, ohm adalah daya tahan listrik (resisten). Konduktan atau dengan simbul G adalah proporsional dengan luas penampang melitang A dan panjang dari suatu konduktor yang homogen (uniform). yang dirumuskan : G=l/R = kA/l(30) Bilangan k adalah konduktan spesifisifk (jenis) suatu konduktor satuan k adalah ohm -1, cm -1.

2  Elektrolit dalam air akan pecah membentuk partikel bermuatan (ion ). Ion ini yang akan menyebabkan daya hatar listrik Ada 2 jenis ion yaitu : Kation (+) > tertarik ke katoda ( logam, H + dan NH4 + ) Anion ( - ) > tertarik ke anoda ( ion sisa asam, OH - ) Peristiwa terurainya elektrolit> disebut dissosiasi elektrolitis, atau ionisasi ( reaksi ionisasi ) Teori ion ( Arhenius ): 2

3 Contoh reaksi. ionisasi : NaClNa+ + Cl - NaOHNa+ + OH - Untuk ion yg polivalen, ionisasi dapat berlangsung beberapa langkah: H 2 SO4H+ + HSO4 - HSO4 - H+ + SO4 2- H 2 SO 4 2H + + SO4 2- Perbedaan atom dan ion ( kita tinjau NaCl, Na dan Cl 2 ) Na : reaktif, racun, mudah terbakar dan bereaksi kuat dg air, Cl 2 : gas racun, hijau kuning, reaktif NaCl: zat terdiri dari ion Na + dan Cl - 3

4 Elektrolit kuat dan lemah Untuk memnyatakan jumlah bagian moolekul yg terionisasi digunakan derajad ionisasi ( α ). Derajad ionisasi ( α ) =banyaknya zat terionisasi dibagi zat mula – mula.  =  0 ≤ α ≥ 0 α =1 ( sempurna ) α = 0 ( tidak sempurna ) * Pada pengenceran α bertambah besar. 4

5 5 R adalah tahanan, A adalah penampang lintang tiap cm 2 dan l adalah panjang konduktor dalam cm Konduktan suatu elektrolit sangat tergantung jumlah ion yang ada, muatan ion dan mobilitas ion dan pengaruh potensial yang diberikan, Konduktan ekuivalen suatu larutan disim bulkan  atau kapa, ialah daya hantar satu gram ekuivalen dari dua elektrode yang berjarak 1 cm. Harga  akan sama dengan G apa bila 1 gram ekuivalen larutan yang terletak diantara dua elektrode dengan jarak tepat 1 cm.

6 Lanjutnya 6  Bila daya hantar 1gram ekuivalen larutan dalam 1 liter atau 1000 cm 3 maka dituliskan menjadi:   = 1/C(1000k) (31) Mobilitas ion dipengaruhi oleh:  1. Kekuatan listrik (electrical force), yaitu kekuatan yang dapat menimbulkan potensial diantara dua elektrode dan muatan ion yang menyebabkan gerakan menuju ke salah satu elektrode.  Hal ini akan diimbangi oleh sifat-sifat elektron tersebut yang dinamakan fricsional force. Bila larutan sangat encer maka akan sangat rendah sifat fricsional force ini.  Dengan demikian konduktivitas larutan ditentukan oleh kadar larutan.

7 Lanjutnya 7 2.Selain kejadian diatas terkait dengan sifat electrophoretic effec dan relaxation effec Elektroforetik terjadi bila muatan yang berlawanan mengilingi ion yang bersang- kutan sehingga terjadi dua lapisan muatan, kejadian ini akan meyebabkan menurunnya sifat konduktivitas larutan. Ion akan mengangkut molekul pelarut, sehingga menyebabkan terdesaknya ion oleh molekul pelarut dan mobilitasnya berla- wanan dengan mobilitas ion.

8 8 + Sehingga  Relaksasi mobilitas ion seolah-olah ditarik oleh ion yang bermuatan berlawanan dibelakang ion tersebut, sehingga akan menghambat mobilitas ion yang sesungguhnya.  Besarnya konduktivitas dalam larutan yang bersifat elektrolit kuat ternyata terjadi hubungan yang linier antara konduktivitas dengan akar dari kadar ion  Ditemukan harga konduktivitas pada nol yang dinyatakan sebagai  0

9 Berdasar konduktifitas, ada 2 macam larutan 1. Lart. Elektrolit : asam, basa dan garam 2. Non elektrolit : alkohol, gula dll 9

10 Sedangkan frekuensi lebih besar dari 1000 Hz akan menimbulkan masalah terhadap jembatan garam. 10 B.Susunan sel

11 PGCC CHM 103 Sinex The conductivity of a solution depends on the following factors: Directly on the surface area of the electrodes Inversely on the distance between the electrodes Directly on the concentration of the ions in solution Directly on the mobility of the ions Directly on the temperature What influences conductivity? Held constant on probe - Held constant during experiment

12 12  Ditemukan harga konduktivitas pada nol yang dinyatakan sebagai  0.Sebaliknya pada elektrolit lemah hubungan tersebut tidak lurus dan evaluasi untuk mendapatkan harga  0 adalah sukar.  Dibawah ini daftar hubungan antara kadar dan harga  0 larutan Na Cl label Hubungan kadar dan daya hantar larutan NaCl Tabel hubungan harga kapa dan kadar N o.` Kadar NaCl ek/L Harag kapa (  0 ) 12341234 0,1 0.01 0.001 Tak terhingga 106,7 118,3 123,7 126,4

13 Keterangan 13  Bila tak ada pengaruh dari efek elektroforetik dan relaksasi maka konduktivitas larutan adalah jumlah daya hantar ekuivalen dari ion positif + dan ion ngatif - dalam larutan yang encer dari suatu garam dan dituliskan:   0 = + + - (32)  Kekuatan daya hantar masing-masing ion sangat tergantung besarnya ekuivalensi yang dapat dilihat dalam slide berikut:

14 File Name: Conductivity.ppt Feb 2001 Conductance of Common Acids, Bases and Salts @ 25 o C

15 File Name: Conductivity.ppt Feb 2001 Pengukuran Konduktivitas Tiap asam, Base garam, masing-masing mempunyai kenaikan konduktivitas tiap kenaikan suhu, gambar diatas menjukkan slope masing-masing senyawa. Acids 1.0% - 1.6% / o C Natural Waters 2.0%/ o C Bases > 1.8 - 2.2%/ o C High Purity Water 2.3% - 7.3%/ o C

16 File Name: Conductivity.ppt Feb 2001 Specific Conductivity of Sulfuric Acid

17 File Name: Conductivity.ppt Feb 2001 Kurva perubahan konduktivitas larutan 5% as. Sulfat karena pengaruh suhu

18 File Name: Conductivity.ppt Feb 2001 Change in Temperature Slope/ o C

19 Tabel harga kava  beberapa larutan 19 Kation + Anion + H 3 O + Li + Na + K + NH 4 + Ag + ½Mg 2+ ½Ca 2+ ½Ba 2+ 1/3 Fe 3+ ½ Pb 1/3 La 349,8 88,7 50,1 78,3 73,4 61,9 53,1 59,5 63,6 68,0 69.5 58,6 OH - Cl - Br - I - NO 3 - ClO 4 2- C 2 H 4 O 2 - ½SO 4 2- ½CO 3 2- ½ C 2 O 4 2- ¼Fe(CN) 6 4- 199 76,3 78,1 78,6 71,4 67,3 40,9 80.0 68,3 74.2 110.3

20 Diskusi 20 Bila kita lihat daftar diatas, daya hantar larutan 0,01M NaCl dibanding 0,01 M HCI, HCI akan lebih besar karena hidrogen ion jauh lebih besar dibanding Na + ion. Daya hantar ini sangat dipengaruhi pula oleh sumber arus dan yang paling baik mempunyai frekuensi 1000 Hz. Meskipun demikian dengan 60 Hz juga baik dan voltase yang digunakan (gunakan step down) dari 110 sampai 10 Volt. Dalam kondisi seperti ini proses Faradaik tak terjadi.dan ketelitian pengukuran daya hantar tetap baik. Sedangkan frekuensi lebih besar dari 1000 Hz akan menimbulkan masalah terhadap jembatan garam.

21 Ketrangan: 21 S merupakan sumber arus litrik dengan frekuen- si antara 60 sampai 1000 Hz, dan potensial antara 6 sampai 10 V. Besarnya tahanan R A C dan R B C dapat dihitung dari posisi jarum pada C. ND adalah detektor kebisingan (Noisy Detector) yang biasanya menggunakan headphone. Head phone dapat diganti dengan magig eye, atau mikroamper, digital, sehingga R sel dapat dihitung bila ND tak ada respon dengan menggeser kedudukan C. Rs merupakan kapasitor yang dapat mencegah terjadinya arus bolak- balik bila tahanan dalam analit terlalu tinggi.

22 Modern Konduktometer digital 22 Contoh titrasi

23 Otomatisasi titrasi konduktometrik 23

24 Titrasi konduktometri. 24  Titrasi dapat dilakukan dengan:  a. Asam kuat atau basa kuat.  Bila yang dititrasi asam kuat dititasi dengan basa maka konduktan akan mengalami penuruan karena Ion H + yang mempunyai + yang diganti dengan Na + yang lebih kecil.  Yang akirnya akan mencapai konduktivitas yang paling rendah. seperti slide 26.  Kurva konduktivitas tipenya sangat ditentu kan jenis ion penyusun yang mempunyai sifat konduktivitas berbeda ( slide 21)

25 Kurva penurunan konduktivitas larutan Asam (HCl) yang dititrasi dengan NaOH 25 contoh

26 Penjelasan 26  Slide 29 memperlihatkan bahwa setelah NaOH berlebihan konduktivitas naik lagi, karena daya hantar OH jauh lebih besar dari Cl dan Na ion.  Propil tersebut tidak ada patokannya karena masing-masing ion mempunyai daya hantar yang berbeda-beda.  Perlu diperhatikan bahwa titrasi dalam keadaan sangat encer (baik analit maupun titrannya akan lebih akurat atau teliti dibanding larutan yang pekat).  Kurva dengan garis terputus adalah perubahan kunduktivitas ion H dan ion OH, sebelum diko reksi oleh adanya ion Cl dan Na.  Sedangkan kurva dengan garis penuh kurva perubahan konduktivias larutan. Berdasar tabel daya hantar spesifik ion Cl kecil, sehingga harga  sesuai dengan rumus 32.

27 b. Titrasi asam lemah atau basa lemah. 27 Sebagai contoh asam borat yang mempunyai Ka = 6 x 10 -10 dengan NaOH akan didapat gambar 51a. Titrasi tidak sempurna karena terbentuknya dapar dari garam yang terjadi, dan penambahan OH tidak langsung digunakan oleh larutan dapar, karena tertahan oleh sifat daparnya. Baru setelah terjadinya borat dan kontribusi dari ion Na, dan OH maka konduktivitas naik dengan cepat.

28 Beberapa Contoh propil titrasi asam basa dan pengendapan 28 Asam borat

29 29  Gambar 51c, agak berbeda bila asam lemah dititrasi basa lemah ialah NH 4 0H atau larutan amoniak, maka konduktivitasnya mendatar setelah melewati titik akir titrasi.  Penggunaan titran ini bila dibandingkan dengan gambar 51 b titik akir dapat digambarkan ektrapo - lasinya lebih jelas pada gambar 24c.  Gambar51d, terlihat bahwa konduktivitasnya basa lemah yang ditirasi dengan asam kuat HCI mendatar, tetapi setelah mencapai titik ekuivalen (titik akir) menanjak dengan cepat.  Hal itu karena mobiltas Cl lebih baik dari peruraian hidroksida basanya.

30 Titrasi campuran asam kuat dan as. Lemah 30  Slide 29 e, titrasi campuran dua jenis asam kuat (HCI) dan asam lemah (asam asetat), menggunakan titran NaOH.  Kedua asam mempunyai derajat disosiasi yang ber beda, sehingga titik ekuivalen HCI dicapai lebih dulu dengan menurunnya konduktivitas yang tajam, dan berubah menaik yang landai.  Saat itu asam asetat belum mulai berinteraksi, maka perubahan konduktivitas agak lamban karena, perbe daan mobilitas masing-masing ion serta harga  0 nya.  Titik akir ini juga lebih mudah diamati dari pada menggunakan potensiometrik.

31 Kurva titik akir berbagai larutan 31

32 Titrasi pengendapan 32  Slide 32 f adalah kurva konduktivitas titrasi pengendapan dari NaCl dengan perak nitrat.  Konduktivitas menurun pelan (hampir datar), karena ion nitrat yang mengganti Cl mobilitasnya lebih rendah.  Tetapi setelah ion Cl terendapkan seluruhnya, konduktivitas menaik tajam karena telah digantikan oleh ion perak dan nitrat.  Prosedure ini dan juga pembentukan senyawa kompleks kurang begitu bermanfaat dibanding titrasi netralisasi.

33 33 Acetylcholinesterase activity measured with a conductometric biosensor (2.5mM KH2PO4, pH 8). Untuk suatu contoh biosensor, yang menguji aktivitas enzim dengan cara konduktometri, yang diuji adalah produk dari aktivitas enzim.

34 Conductometric Titration (Indirect Conductometry) Volumetric method - conductance, k (µS cm -1 ) between two electrodes is measured as a function of titrant, V (mL) Typical k vs V plot is V-shaped Minimum marks equivalent point of titration Used for: Chloride determination

35 Electrical Conductivity Volume of acid added /cm 3 Conductometric Titration – NaOH vs HCl Equivalence point H 2 O(l) + Na + (aq) + Cl  (aq) Mobilitas lebih rendah H + (aq) + Cl  (aq) + Na + (aq) + OH  (aq) Mobilitas lebih tinggi

36 Electrical Conductivity Volume of acid added /cm 3 Conductometric Titration – NaOH vs HCl Equivalence point Beyond the equivalence point, conductivity  sharply due to excess H + (most mobile) & Cl  Steeper slope

37 37 Fig.4-1 Conductometric titration of sulfates with Ba 2+ as titrant and Cl - and OAc - as counter anions. Sample: 5.00 ml 0.50 mM Na 2 SO 4. Medium: water + ethanol 1:1. Titrant: 10 mM Ba 2+, flow rate: 0.122 ml/min.

38 Pengujian ion Sulfat Determination of the sulfates in air minum berdasar titrasi konduktometri, sulfat diendapkan sebagai BaSO 4 Proses pengendapan ternyata mempunyai propil yang berbeda bila titrannya BaCl 2 dibandingkan Ba(CH 3 COO) 2. Unsur yang dapat berpengaruh antara lain: Reakasi 38 c oprecipitation dari Ca 2+ dan Mg 2+ ; dan (ii) Pengendapan dari bikarbonat sebagai BaCO 3.

39 Cara pemurnian air minum penukar ion 39

40 40  Karena titrasi netralisasi adanya ion H + OH - yang mempunyai daya hantar yang tinggi.  Sedangkan ion lain sangat lambat pembentukan interasksinya baik pengendapan maupun pembentuk senyawa kompleks.  Mg 2+ dititrasi dengan dinatrium EDTA atau EDTA

41 Keterangan 41  Mg 2+, mempunyai daya hantar yang kurang bagus, sehingga penurunan daya hantar agak landai.  Kenaikan kembali juga landai karena daya hantar Na + yang terdapat diNatrium EDTA, juga tidak begitu besar, tetapi perubahan antara kenaikan dan penurunan lebih cepat  Bila dititrasi dengan EDTA saja kenaikan daya hantar lebih landai karena pelepasan ion H + dari EDTA mempunyai alfa yang kecil, walaupun daya hantar H + cukup besar

42 Reaksi yang terjadi 42

43 Pemggunaan 43  Untuk indikator analisis kuantitatif titrasi volume metrik, tetapi kurang banyak diminati.  Sebenarnya dapat mengatasi masalah indikator zat warna yang kuarng tepat.  Banyak digunakan untuk kontrol pembuatan air bebas mineral (aqua demeneralisisata). yang konduktivitanya 5 x 10 -4 Ohm. Per cm.  Untuk detektor pada analisis logam/kation maupun an ion dengan kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT)  Detektor atau indikator pengolahan limbah industri.