ELEKTROANALITIK

Electroanalytical Chemistry ??? Metode analisis kuantitatif yang didasarkan kepada sifat kelistrikan dari suatu larutan analit jika berupa bagian dari sel elektrokimia. Sistem kimia dari metode ini melibatkan : elektrolit, pengukuran rangkaian listrik, dan elektroda

Apa yang kamu ketahui tentang elektrokimia ??? Elektrokimia adalah studi tentang proses reaksi redoks pada antarfasa Melibatkan dua reaksi: Heterogen Oxidasi di anoda (junction potensial) Reduksi di katoda

Bagaimana Prosedur dari Elektroanalitik ??? Didasarkan kepada hubungan antara konsentrasi analit dan ukuran kuantitas listrik, seperti arus, potential, konduktansi, kapasitansi, or muatan. Umumnya pengukuran kelistrikan digunakan untuk menunjukkan titik akhir dari titrasi suatu analit.

Potentiometry (potentiometric titration) (chronopotentiometry) METHOD MEASUREMENT PRINCIPLE APPLICATIONS QUALIT-ATIVE INFORM-ATION DESIRED MINIMUM SAMPLE SIZE DETECTION LIMIT COMMENTS Voltammetry (Polarography) (amperometric titrations) (chronoamperometry) Current as a function of voltage at a polarized electrode Quantitative analysis of electrochemically reducible organic or inorganic material Reversibility of reaction 100 mg 10-1-10 –3 ppm 10 mg A large number of voltage programs may be used. Pulse Polarography and Differential Pulse Polarography improve detection limits. Potentiometry (potentiometric titration) (chronopotentiometry) Potential at 0 current Quantitative analysis of ions in solutions, pH. Defined by electrode (e.g., F-, Cl-, Ca2+) 10-2 -102 ppm Measures activity rather than concentration. Conductimetry (conductometric titrations) Resistance or conductance at inert electrodes Quantification of an ionized species, titrations Little qualitative identification information Commonly used as a detector for ion chromatography. Coulometry Current and time as number of Faradays Exhaustive electrolysis 10-9 -1 g High precision possible. Anodic Stripping Voltammetry (Electrodeposition) Weight Quantitative trace analysis of electrochemically reducible metals that form amalgams with mercury Oxidation potential permits identification of metal. 10-3 -103 g 10 ng Electrodeposition step provides improved detection limits over normal voltammetry.

Apa yang kamu ketahui tentang Sel Elektrokimia Mengandung dua elektroda yang masing-masing tercelup ke dalam larutan elektrolit yang sesuai. Untuk mengalirkan arus listrik: Elektroda harus dihubungkan dengan rangkaian luar melalui suatu konduktor logam. Ke dua larutan elektrolit dihubungkan agar terjadi perpindahan ion-ion dari satu elektrolit ke elektrolit lain.

Ada berapa jenis sel elektrokimia ??? Sel Galvani : produce electrical energy. 2. Sel Elektrolisis : consume electrical energy.

Sel Galvanik

Penulisan Sel Elektrokimia Zn ZnSO4 (xM) CuSO4 (yM) Cu Reaksi yang terjadi: Anoda : Zn(s) Zn2+ + 2e Katoda: Cu2+ + 2e Cu(s) Penulisan Sel Elektrokimia Zn ZnSO4 (xM) CuSO4 (yM) Cu Anoda Katoda

Sel Elektrolisis

CONTOH SOAL: Identifikasi anoda dan katoda dari sel elektrokimia berikut, dan tulis reaksi yang terjadi pada kedua eklektroda tersebut. Pt / FeCl2 (0,015M), FeCl3 (0,045M) // AgNO3 (0,1 M)/ Ag Ag/ AgI (s) / NaI (1,0 M) // CdCl2 (0,05M)/ Cd Pb, PbSO4 / H2SO4 (1,5M) // H2SO4 (2,0 M)/PbSO4, PbO2

POTENSIOMETRI

(Dalam sel elektrokimia) PRINSIP DASAR Metode Potensiometri Didasarkan pada Reaksi Redoks (Dalam sel elektrokimia) Dihasilkan Potensial Sel (ESel ) Dirumuskan melalui Persamaan Nernst MENU POTENSIOMETRI

Potensial Elektroda Eo sel= RT/nF lnK ∆G = RT ln Q – RT ln K -nFEsel = RT ln Q – RT ln K RT Esel= Eosel – ( ln Q) nF Eo sel= RT/nF lnK Pada suhu 25oC harga RT/F = ............, Ln = 2,303 log Maka: 0,0591 [hasil reaksi] Esel = Eo – log n [pereaksi]

Contoh Soal Hitung potensial elektroda untuk: logam platina yang dicelupkan ke dalam larutan KBr 0,015M dan mengandung larutan Br2 1 x 10-3M pada suhu 20oC. (Dik: potensial reduksi standar Br2= 1,065 V) 2. Hitung potensial elektroda untuk: logam perak di dalam larutan jenuh perak yodida dengan aktivitas ion yodida= 1. (KspAgI= 8,3x 10-10). (Dik: potensial reduksi standar perak = 0,799V) 3. Hitung potensial elektroda untuk: logam merkuri di dalam larutan 0,1M kompleks HgY2- jika KfHgY2-= 6,3x 1021. (Dik: potensial reduksi standar raks(II) = 0,854V) 4. Hitung potensial sel: Zn ZnSO4(5x10-4M) PbSO4 (jenuh) Pb Diketahui: PbSO4(s) + 2e Pb(s) + SO42- Eo=-0,35V Zn2+ + 2e Zn (s) Eo=-0,763V

Contoh Soal Hitung potensial elektroda untuk: logam platina yang dicelupkan ke dalam larutan KBr 0,015M dan mengandung larutan Br2 1 x 10-3M pada suhu 20oC. (Dik: potensial reduksi standar Br2= 1,065 V) 2. Hitung potensial elektroda untuk: logam perak di dalam larutan jenuh perak yodida dengan aktivitas ion yodida= 1. (KspAgI= 8,3x 10-10). (Dik: potensial reduksi standar perak = 0,799V) 3. Hitung potensial elektroda untuk: logam merkuri di dalam larutan 0,1M kompleks HgY2- jika KfHgY2-= 6,3x 1021. (Dik: potensial reduksi standar raks(II) = 0,854V) 4. Hitung potensial sel: Zn ZnSO4(5x10-4M) PbSO4 (jenuh) Pb Diketahui: PbSO4(s) + 2e Pb(s) + SO42- Eo=-0,35V Zn2+ + 2e Zn (s) Eo=-0,763V

PRINSIP DASAR SEL POTENSIOMETRI MENU POTENSIOMETRI

Sel Potensiometri (Sel Elektrokimia) Terdiri dari Lar. Elektrolit PRINSIP DASAR Sel Potensiometri (Sel Elektrokimia) Terdiri dari Lar. Elektrolit (Analit) Elektroda Pengukur Potensial Terdiri dari Elektroda Pembanding Elektroda Penunjuk MENU POLAROGRAFI

Elektroda yang mempunyai harga potensial tetap dan harga PRINSIP DASAR Elektroda Pembanding Adalah Elektroda yang mempunyai harga potensial tetap dan harga potensial setengahnya diketahui, konstan dan tidak peka terhadap komposisi larutan. Ada dua jenis Elektroda Pembanding Primer Elektroda Pembanding Sekunder MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Pembanding Primer SUSUNAN ALAT Elektroda Pembanding Primer Contoh Elektroda Hidrogen Standar (SHE) Terbuat dari Kawat Pt Berlapis Pt Hitam Bertujuan Agar adsorpsi gas hidrogen pada permukaan elektroda Pt berlangsung sempurna MENU POTENSIOMETRI

Standard Hydrogen Reference electrode (SHE) 2H+(aq)(a =1) + 2e- H2 (g) ( p = 1 atm) mV Test electrode H2 gas  Platinized platinum foil (platinum black) with large specific surface area) Pt,H2 (p = 1.00 atm) |([H3O+] = 1.00 M) ||

Elektroda Pembanding Sekunder SUSUNAN ALAT Elektroda Pembanding Sekunder Contoh Elektroda Kalomel Jenuh (EKJ/SCE) Terbuat dari Hg2Cl2 (Jenuh), KCl(x M)/Hg Reaksi Hg2Cl2 + 2e-  2 Hg(l) + 2 Cl- MENU POTENSIOMETRI

Commercial saturated calomel electrode. The S.C.E. is a common reference electrode. The cell half-reaction is: ½Hg2Cl2 + e- = Hg + Cl-. E = Eo – 0.0592 log 1/aCl- = 0.242 V for saturated KCl. ©Gary Christian, Analytical Chemistry, 6th Ed. (Wiley) Commercial saturated calomel electrode.

Temperature (C) Potential vs. SHE (V) 0.1 M Calomel* 3.5 M Calomel** Sat’d Calomel* 12 0.3362 0.2528 15 0.254 0.2511 20 0.3359 0.252 0.2479 25 0.3356 0.250 0.2444 30 0.3351 0.248 0.2411 35 0.3344 0.246 0.2376

Fig. 13.5. Cell for potentiometric measurements. A complete cell consists of an indicating electrode that responds to the analyte and a reference electrode of fixed potential. The potential difference between the two is measured. Fig. 13.5. Cell for potentiometric measurements. ©Gary Christian, Analytical Chemistry, 6th Ed. (Wiley)

Elektroda Kalomel Jenuh SUSUNAN ALAT Elektroda Kalomel Jenuh (EKJ/SCE) 1 2 3 4 5 MENU POTENSIOMETRI

Saturated Calomel Reference Electrode (SCE) Hg|Hg2Cl2 (sat;d) ,KCl( sat’d) || mV Test electrode Calomel paste (Hg0/Hg2Cl2) saturated KCl Liquid junction Hg2Cl2 + 2e- 2Hg0 + 2Cl- Slide by Charoenkwan Kraiya, Ph.D.

Elektroda Pembanding Sekunder SUSUNAN ALAT Elektroda Pembanding Sekunder Elektroda Kalomel Jenuh (EKJ/SCE) Hg2Cl2 (Jenuh), KCl(x M)/Hg Terbuat dari Hg2Cl2 + 2e-  2 Hg(l) + 2 Cl- Reaksi Contoh Elektroda Perak-perak Klorida Terbuat dari AgCl (Jenuh), KCl(x M)/Ag Reaksi AgCl(s) + e-  Ag(s) + Cl- MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Perak-perak Klorida SUSUNAN ALAT Elektroda Perak-perak Klorida MENU POTENSIOMETRI

(Silver/Silver Chloride Reference Electrodes) mV Test electrode Silver wire Saturated KCl + AgCl Liquid junction AgCl + e- Ag0 + Cl- Ag|AgCl (sat’d) ,KCl(sat’d) || Slide by Charoenkwan Kraiya, Ph.D.

Temperature (C) Potential vs. SHE (V) 3.5 M Ag/AgCl** Sat’d Ag/AgCl** 15 0.212 0.209 20 0.208 0.204 25 0.205 0.199 30 0.201 0.194 35 0.197 0.189

Potentials of Common Reference Electrodes Slide by Charoenkwan Kraiya, Ph.D.

Elektroda Penunjuk Adalah Elektroda yang potensialnya bergantung pada PRINSIP DASAR Elektroda Penunjuk Adalah Elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi zat dalam larutan. Ada dua jenis Elektroda Logam Elektroda Membran MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Logam Jenis Pertama SUSUNAN ALAT Elektroda Logam Jenis Pertama Adalah Elektroda yang digunakan untuk menentukan kation yang berasal dari logamnya. Dibuat dari Logam-logam yang bersifat ireversibel Contoh Ag Hg Cd Cu Zn Pb MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Logam Jenis Pertama Untuk Penentuan Konsentrasi Cu2+ SUSUNAN ALAT Elektroda Logam Jenis Pertama Contoh Elektroda Penunjuk Cu Untuk Penentuan Konsentrasi Cu2+ Reaksi Persamaan Nernst MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Logam Jenis Kedua SUSUNAN ALAT Elektroda Logam Jenis Kedua Adalah Elektroda yang memberikan respon terhadap anion yang membentuk endapan yang sukar larut, atau kompleks yang stabil dengan kationnya. Dibuat dengan cara Menjenuhkan larutan zat yang akan dianalisa dengan garam yang terbentuk oleh anion tersebut MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Logam Jenis Kedua SUSUNAN ALAT Elektroda Logam Jenis Kedua Contoh Elektroda Penunjuk Ag/AgCl Untuk Penentuan Konsentrasi Anion Halida Reaksi Persamaan Nernst MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Logam Jenis Ketiga SUSUNAN ALAT Elektroda Logam Jenis Ketiga Adalah Elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion logam lainnya. Contoh Elektroda Hg Untuk menentukan konsentrasi ion Ca2+ Reaksi Persamaan Nernst MENU POTENSIOMETRI

Potensial Elektroda Membran PRINSIP DASAR Elektroda Membran Adalah Elektroda yang dapat digunakan untuk menentukan ion-ion tertentu atau molekul-molekul tertentu, disebut juga Elektroda Selektif Ion (ESI). Besarnya Potensial disebut Potensial Elektroda Membran MENU POTENSIOMETRI

disebut juga Elektroda Selektif Ion (ESI). SUSUNAN ALAT Elektroda Membran Adalah Elektroda yang dapat digunakan untuk menentukan ion-ion tertentu atau molekul-molekul tertentu, disebut juga Elektroda Selektif Ion (ESI). Dibagi menjadi E. Bermembran Cair E. Bermembran Padat E. Bermembran Kaca E. Penunjuk Gas MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Bermembran Kaca SUSUNAN ALAT Elektroda Bermembran Kaca Adalah Elektroda yang dapat digunakan untuk menentukan ion-ion tertentu. Contoh yang populer E. Bermembran Kaca Untuk penentuan pH. Persamaan Nernst MENU POTENSIOMETRI

Eglass = constant – 2.303RT/F log (aH+ int/ aH+ ext) The hydrated glass responds to aH+. The asymmetry potential of the glass membrane is unknown, so the electrode must be calibrated with a standard buffer. Makes electrical contact with glass, and sets potential of ref. electrode.  Fig. 13.6. Glass pH electrode. ©Gary Christian, Analytical Chemistry, 6th Ed. (Wiley)

Fig. 13.7. Combination pH-reference electrode. This is two electrodes in one. The porous plug salt bridge must be immersed in the solution. Fig. 13.7. Combination pH-reference electrode. ©Gary Christian, Analytical Chemistry, 6th Ed. (Wiley)

Elektroda Bermembran Cair SUSUNAN ALAT Elektroda Bermembran Cair Adalah Elektroda berupa fasa cairan spesifik yang dibatasi oleh suatu dinding berpori yang inert. Dibuat dari Senyawa organik dengan berat molekul yang tinggi, tidak larut dalam air dan memiliki struktur yang memungkinkan terjadinya pertukaran antara ion-ion dari cairan spesifik dengan ion bebas dalam larutan yang diukur. Contoh ion bebas: Na+, K+, Ca2+, NH4+, Pb2+ MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Bermembran Padat SUSUNAN ALAT Elektroda Bermembran Padat Adalah Elektroda berupa fasa padatan kristalin yang tersusun pada matriks inert semacam polimer. Contoh Elektroda selektif ion F Hg/HgCl2, KCl(jenuh)// larutan, membran LaF3, NaF(0,1 M), NaCl(0,1 M), AgCl/Ag Persamaan Nernst MENU POTENSIOMETRI

Elektroda Penunjuk gas SUSUNAN ALAT Elektroda Penunjuk gas Adalah Elektroda ion spesifik yang memberikan respon terhadap gas, dimana pada bagian ujung tabung elektroda ditempatkan suatu membran yang permeabel terhadap gas. Contoh elektroda penunjuk gas CO2 NO2 H2S SO2 O2 NH3 MENU POTENSIOMETRI

Potensial Elektroda Membran PRINSIP DASAR Potensial Elektroda Membran Eo = Potensial standar elektroda ai = keaktifan ion utama aj = keaktifan ion asing n = muatan ion utama m = muatan ion asing Kij = Koefsien selektivitas potensiometri Bila, Kij = 0 Potensialnya MENU POTENSIOMETRI

Digunakan untuk penentuan Konstanta Kesetimbangan TEKNIK ANALISIS Metode Potensiometri Digunakan untuk penentuan Konsentrasi Analit Titik Akhir Titrasi Konstanta Kesetimbangan Contoh Titrasi Potesiometri MENU POTENSIOMETRI

Titrasi Potensiometri Didasarkan pada hubungan TEKNIK ANALISIS Titrasi Potensiometri Didasarkan pada hubungan Volume Titran Potensial Elektroda Sel Sebagai Fungsi Diperoleh Kurva Titrasi Potensiometri MENU POTENSIOMETRI

Data Hasil Titrasi Potensiometri MENU POTENSIOMETRI

Kurva Titrasi Potensiometri Kurva hubungan Volume - Potensial. MENU POTENSIOMETRI

Kurva Titrasi Potensiometri Kurva hubungan Volume - Potensial. MENU POTENSIOMETRI

Kurva Titrasi Potensiometri Kurva hubungan Volume - Potensial. MENU POTENSIOMETRI