BAGIAN IX COULOMETRI

ANALISA COULOMETRI Analisa Koulometri Hukum Faraday Yaitu analisa yang didasarkan pada reaksi kimia yang berlangsung pada sebuah elektroda yang berbanding lurus pada banyaknya listrik yang mengalir melalui elektroda tersebut. Apabila arus besarnya 1 ampere lewat selama 1 detik maka banyaknya listrik yang diperlukan adalah 1 koulom. 1 coulomb = 1 ampere x 1 detik Yang mendasari analisa coulometri yaitu hukum Faraday. Hukum Faraday Satu ekivalen sembarang zat elektro aktif memerlukan 96.493 coulomb untuk reaksi lengkap. Jadi: 1 F = 96493 C atau dibulatkan 96500 C Q = M x F M = mol/ lt F = C/ M Dalam suatu analisa koulometri dengan persyaratan yang ada sehingga semua listrik yang lewat melalui sebuah sel elektrolitik berhubungan dengan reaksi elektroda yang diharapkan sehingga dirumuskan: Gram zat yang ditentukan = Jumlah coulomb x MR nF

ANALISA COULOMETRI n = banyaknya elektron yang dipindahkan F = Faraday Banyaknya zat yang ditentukan = C x gram/ mol . = gram ekiv./ mol x C/ ekiv alen Coulometri meliputi 3 bagian pokok 1.Coulometri untuk menetapkan kwantitas listrik 2.Sumber arus yang tterkendali 3.Bejana elektrolisis Prinsip dasar coulometri Apabila effisiensi reaksi 100%, 1 faraday adalah 96.487 C akan menyebabkan reaksi 1 berat ekivalen zat. Hubungan antara W (massa), Q (jml coulomb), BM (berat molekul), n (jml elektron) dan F (faraday) adalah sebagai berikut: W = Q x BM Q = I x t I = banyaknya arus yg mengalir Fxn t = waktu ( detik ) W/ BM = I x t . = Molar = M F = 96,5 C/M F. n

ANALISA COULOMETRI Bila banyaknya arus = I dan arusnya konstan dalam coulometri arus konstan, jumlah coulomb total adalah: Q = I x t Bila potensial coulometri terkontrol perubahan arus secara kontinou adalah Q. Q = ∫o∞ I dt Titrasi Coulometri ada 2 macam 1.Cara langsung Yaitu suatu cara penentuan konsentrasi zat dimana zat yang akan ditentukan konsen- trasinya secara langsung bereaksi pada elektroda kerja. Cara ini tidak biasa diguna kan karena karena kurang akurat (akurasinya rendah). 2.Cara tidak langsung Yaitu cara penentuan konsentrasi zat dalam sampel dimana pada elektrolisanya menimbulkan suatu pereaksi yang selanjutnya dapat bereaksi secara kimiawi dengan unsur yang dinginkan (unsur analit) Pada cara ini potensial elektroda kerja dibuat tetap dengan mempertahankan zat yang mengalami reaksi elektroda berada pada konsentrasi yang tinggi untuk menimbulkan titrannya (yg dititrasi).

ANALISA COULOMETRI Contoh: Titrasi coulometrik ion besi (II), secara tak langsung dengan ion cerium (IV) yang ditimbulkan secara elektrolitik dengan menggunakan ion cerium (III) yg dioksidasi secara anodik sehingga berbentuk ion Ce (IV) dan ion ini dipertahankan pada konsentrasi yg tinggi. Jalannya reaksi Pada permulaan elektrolisa ini ion besi (II) dioksidasi pada anode sehingga potensial menjadi lebih positif. Fe (II) → Fe (III) + e Mencapai harga yang cukup positif untuk mengoksidasi Ce (III) ke Ce (IV) Ce (III) → Ce (IV) + e Ion Ce (IV) selanjutnya mengoksidasi sisa Fe (II) dalam larutan Fe (II) + Ce (IV) → Fe (III) + Ce (III) Penentuan kadar didasrkan pada banyaknya listrik yang digunakan selama proses oksidasi Fe (II) ke Fe (III). Karena ion Fe (II) tidak secara langsung dioksidasi menjadi Fe (III) maka metoda ini disebut dengan coulometri tidak langsung. Analisa coulometri secara langsung kurang baik Sebab reaksi elektroda yang diharapkan berlangsung 100% efisien tidak terjadi karena adanya potensial elektroda kerja yang bergeser shg menimbulkan reaksi elektroda yg tidak diharapkan shg memberi sumbangan thp perubahan total coulomb yg tidak diket..

ANALISA COULOMETRI 2 Br2 + 7e 7Br- Iini terjadii Contoh analisa coulometri untuk anionik: Yaitu penentuan brom dalam sampel dengan menggunakan penetrasi fenol. Brom yang ditimbulkan dari ion bromida (Br-) dititrasi dg fenol. Reaksi: Iini terjadii ini terjadi pada anoda.(proses oksidasi). Contoh analisa coulometrik untuk kationik Yaitu penentuan kadar Fe (II) dalam sampel dengan menggunakan penetrer Ce (III). Mula-mula Fe 2+ → Fe3+ pada anode (oksidasi) Setelah anode lebih positif dan mencapai harga cukup maka: Ce3+ → Ce4+ Selanjutnya Ce4+ mengoksidasi sisa Fe2+ dengan reaksi Fe2+ + Ce4+ → Fe3+ + Ce3+ 2 Br2 + 7e 7Br-

TITRASI COULOMETRI Titrasi Koulometri 1.Elektroda platina ditempatkan langsung tercelup pada larutan yg akan dianalisa dan elektroda pembantu pada tempat yang terpisah, dg menggunakan saringan gelas. Penentuan ini digunakan untuk mencegah transpor konvektif dari setiap hasil reaksi dlm elektroda yg tidak diinginkan masuk ke dalam larutan uji.

TITRASI COULOMETRI 2.Lonceng dan sumber arus dihubung- kan dengan kawat bersama-sama menjadi satu saklar untuk menjalankan keduanya. 3.Sumber arus menyediakan pilihan beberapa harga untuk arus tetap antara 1 s/d 200 milli ampere kemudian dipilih sumber arus tetap tertentu, arus yg sesuai maka lon- ceng akan memberikan tanda. 4.Titrasi dilaksanakan dengan menghidukpan saklar (spt kran buret) shg akan terjadi reaksi dari unsur yang diinginkan. Banyaknya cou- lomb ditentukan oleh jumlah waktu yang digunakan pada suatu arus tetap. Untuk mengetahui titik ekivalen maka digu- nakan indikator. Misalnya: Penentuan brom dengan menggunakan fenol sebagai penitrer dg menggunakan indikator indigokarmin.

ALAT COULOMETRI Analisa Koulometri

ALAT MODERN COULOMETRI Analisa Koulometri

TINJAUAN TEORITIS COULOMETRI Analisa Koulometri Q = i x t Massa zat yang dianalisa = Q x MR nxF Misal massa zat yang dianalisa = A gram Volume sampel = 100 ml Kadar sampel = A/MR x 1000/100 mol/lt = 10 A/MR mol/lt Kadar ppm = 10 A/ MR x MR gram/ lt = 10 A x 1000 mgr/ lt = 10 000 A ppm

ANALISA COULOMETRI Contoh zat yang ditentukan dan zat penitrernya

ANALISA COULOMETRI Contoh Soal: 1.Titrasi koulometri. Konsentrasi larutan asam klorida ditentukan dengan titrasi koulometri menggunakan katoda platina dan anoda perak. Ar Ag=107,9 F= 96,5 C/M. Ditanyakan: a.Reaksi yang terjadi pada kedua elektroda ?. b.Bila 10 ml HCl dielektrolisa dan berat 0,1587 gram perak didepositkan dalam koulometer perak, berapa molaritas asam tersebut ?. c.Bila titrasi dilakukan pada arus tetap berapakah arus agar reaksi berlangsung sempurna dalam 10 menit ?.

SOAL-SOAL COULOMETRI 1.a.Hitung volume hidrogen + oksigen keadaan standar yang harus dihasilkan setiap koulom dalam koulometer hidrogen oksigen ?. F = 96.500 C/mmol b.Berapa volume akan didapat bila gas dijenuhkan dengan uap air pada 25o C dan tekanan 740 mmHg. 2.Pada potensial reaksi -1,0 V (Vs. SCE). Karbon tetra klorida dalam metanol direduksi menjadi kloroform pada katoda Hg. Reaksi: 2CCl4 + 2H+ + 2e + 2 Hg (l) → 2 CHCl3 + Hg2Cl2 (s) Pada potensial reaksi -1,8 V, kloroform akan bereaksi lebih lanjut menghasilkan metan. Reaksinya sbb: 2CHCl3 + 6H+ + 6e + 6 Hg (l) → CH4 + 3 Hg2Cl2 (s) metan 0,801 gram sampel berisi campuran CCl4, CHCl3dan senyawa organik yang inert dilarutkan dalam metanol dan kemudian dielektrolisa pada potensial -1,0 V sampai arusnya mendekati nol . Alat koulometer menunjukkan total koulom 59,65 C untuk reaksi yang sempurna. Hitung: % CCl4 dan % CHCl3 dalam campuran tersebut ?.

SOAL-SOAL COULOMETRI 3.Disiapkan sebanyak 6,39 gram sampel diuraikan/ dihancurkan dengan menggunakan sistim pengabuan basah dengan menggunakan H2SO4 dan HNO3. Arsen dari hasil pengabuan tersebut semuanya direduksi menjadi As (III) dengan menggunakan hidrazin. Setelah itu As (III) dirubah dg cara dioksidasi secara elektrolit dengan I2 dalam medium basa sehingga menghasilkan reaksi sbb: HAsO32- + I2 + 2 HCO3- → HAsO42- +2 I- + 2 CO + H2O Titrasi yang dilakukan sempurna menggunakan arus 101,1 mA selama 12 menit 36 dt. Hitung prosentase As2O3 pada sampel mula-mula ?. 4.0,0145 gram sampel asam organik dimurnikan dengan cara dilarutkan dengan alkohol dan air dan kemudian dititrasi dengan ion hidroksida secara coulometri, dengan menggunakan arus 0,0324 A, selama 251 dt dg indikator fenolptalein sampai titik ekivalen. Hitung massa ekivalen dari asam tersebut (massa rumus asam tersebut) ?.

SOAL-SOAL COULOMETRI NH2 Anilin 5.Anilin dalam jumlah kecil ditentukan secara elektrolitik dg Br2 sesuai dengan reaksi sbb: Polaritas pada elektroda kerja adalah diabaikan kelebihan bromin ditentukan secara titrasi koulometri dengan menggunakan Cu (I) Br2 + 2 Cu+ → 2 Br- + 2 Cu2+ Sejumlah tertentu KBr dan Cu (II) sulfat ditambahkan kepada 25 ml sampel berisi anilin. Hitung: mikrogram C6H5NH2 (anilin) dari sampel bila diketahui kuat arus 1 mA, untuk anode waktu yang diperlukan 3,46 menit, untuk katode waktu yang diperlukan 0,41 menit. NH2 NH2 Anilin

ANALISA COULOMETRI Analisa Koulometri