TITRASI POTENSIOMETRI
Titrasi Potensiometri adalah bagian dari volumetri, di mana ttik akhir
titrasi ( TAT ) ditentukan dari harga potensial sistem. Pada metode ini
tidak memerlukan indikator, karena fungsi indikator digantikan dengan alat
yang secara otomatis mencatat nilai potensialnya,sehingga TAT = TE
Mekanisme raksi pada titrasi potensiometri adalah REDOKS ; dengan zat yang
ditentukan kadarnya berupa oksidator sedangkan pentietr berupa reduktor
atau sebaliknya.
Dasar Perhitungan :
Pada TE : Voks x Noks = Vred x Nred
......................................... (1)
Jika konsentrasi zat dalam molar ( M ) dan / atau perubahan bilangan
oksidasi (BO) oksidator
dan reduktor tidak sama ( banyaknya elektron yang ditangkap oleh oksidator
tidak sama dengan banyaknya elektron yang dilepas oleh reduktor ) maka
rumus (1) dapat diganti menjadi :
Voks x M oks x Perub. BOoks = Vred x M red x
Perub. BOred .......... (2)
Catatan : Agar tidak tergantung pada koefisien reaksi, dan / atau perub. BO
oksidator dan reduktor
yang tidak sama maka dalam perhitungan sebaiknya masing-
masing zat dinyatakan
dalam molek ( = mL x N = mL x M x Perub BO )
Contoh : larutan garam senyawa fero ( Fe2+ ) dititrasi dengan larutan
stani ( Sn4+ ) .Reaksi yang
terjadi dalam titrasi tersebut adalah :
2 Fe2+ + Sn4+ 2 Fe3+ + Sn2+ ……………………………………. (3 )
Hubungan antara potensial dengan kadar zat dihitung berdasarkan Hukum Nerst
dengan reaksi dasar yang dituliskan sbb :
Oks. + n e Red ………………………………………………. ( 4 )
Dengan : Oks = bentuk oksidan ( oksidator ) ; ion dengn BO lebih besar
Red = bentuk reduktan ( reduktor ) ; ion denganBO
lebih kecil
n = banyaknya elektron yang diikat
Contoh : Sn 4+ + 2 e Sn2+
Potensial sel dari sistem adalah : E = Eo -
Volt................. ( 5)
Sehingga untuk sistem Sn , maka :
E =
EoSn4+/Sn2+ - Volt
7
Peralatan Titrasi Potensiometri.
1. Rotor pengaduk
4 5 6
2. pengaduk magnit
3. larutan sampel (dl. Beakerglas)
4. elektrode pengukur
5. elektrode pembanding
3
6. buret pentiter
2
7. potensiometer
1
Potensial sistem Selama Titrasi
Grafik titrasi potensiometri digambarkan antara potensial terhadap ml
pentiter. Terdapat 4 (empat) daerah panentuan potensial sistem, yaitu :
1. sebelum penambahan pentiter ( hanya sistem zat yang dititrasi )
2. setelah penambahan pentiter, tapi sebelum TE ( tentukan dulu VTE dari
rumus (1) atau (2) !
3. saat TE
4. setelah kelebihan pentiter ( Vpentiter > VTE )
Contoh; titrasi Fe2+ dengan pentiter Sn4+. ( EoFe3+/Fe2+ = 0,80 V dan
EoSn4+/Sn2+ = 0,14 V )
1.Sebelum penambahan pentiter
Pada saat ini sistem hanya mengandung larutan yang dititrasi; yaitu
kesetimbangan berikut:
Fe3+ + e Fe2+ ; yang mempunyai potensial :
E = EoFe3+/Fe2+ -
0,06 log .................. (6)
Garam fero atau Fe(II) mudah teroksodasi oleh oksigen di udara menjadi
Fe(III) . Misalnya
Fe(II) yang telah berubah menjadi Fe(III) adalah 0,10 % ( sisa Fe(II) =
99,90 % )
Dari pers. (6) maka : E = 0,80 – 0,06 log = 0,62 V
2. Setelah penambahan pentiter , sebelum TE .
Pada saat ini telah terjadi reaksi redoks antara Fe2+ dengan pentiter
Sn4+ seperti pada persamaan (3) Pentiter Sn4+ habis bereaksi, dan tersisa
larutan yang dititrasi, Fe2+ , sehingga potensial sistem pada saat ini
tidak dapat dihitung dari sistem Sn tetapi dihitung dari sistem Fe sisa.
3. Pada saat TE
Pada saat ini terjadi kesetimbangan reaksi seperti pada reaksi (3) ,
yaitu :
2 Fe2+ + Sn4+ 2 Fe3+ + Sn2+
Dari kesetimbangan tsb, maka :
[Fe2+] = 2 x [Sn4+] ........... (7) dan [Fe3+] = 2 x
[ Sn2+] ...................... (8)
Karena pada saat tsb baik zat yang dititrasi maupun pentiter tidak
habis sama sekali, potensial sistem dapat dihitung dari sistem Fe dengan
rumusan sbb :
ETE = Eo Fe3+/Fe2+ – 0,06 log
...........................................(9)
Atau dari sistem Sn dengan rumusan :
ETE = EoSn4+/Sn2+ -
................................................ (10)
Apabila pers (10) diduakalikan, lalu dijumlahkan dengan pers. (9) akan
diperoleh pers.
3 ETE = { EoFe – 0,06 log } + 2 { EoSn - }
= EoFe – 0,06 log + 2 EoSn – 0,06 log
= EoFe + 2 EoSn – 0,06 { log + log }
= EoFe + 2 EoSn - 0,06 log
.................................(11)
Jika pers (7) atau (8) dimasukkan ke dalam pers. (11) akan diperoleh
3 ETE = EoFe + 2 EoSn - 0,06 log
= EoFe + 2 EoSn
Sehingga: ETE =
...................................................... (12)
Catatan : EoFe dan EoSn adalah potensial REDUKSI – masing-masing.
Secara Umum Potensial Sistem pada saat TE dirumuskan sbb :
ETE =
............................... (13)
Dengan : n = banyaknya e ( = perub. BO) masing-masing reaksi
4.Setelah TE
Setelah TE dicapai dan penambahan pentiter dilanjutkan, terjadi kelebihan
pentiter. Pada saat ini semua zat yang dititrasi habis bereaksi, sehingga
dalam campuran hanya terdapat sistem pentiter (yang berlebih), maka
potensialnya dihitung dari sistem pentiter, dengan persamaan reaksi
reduksnya sbb : Sn4+ + 2 e Sn2+ sehingga harga potensialnya
adalah :
E = EoSn4+/Sn2+ -
............................................................ (14)
Contoh soal 1.
Dilakukan titrasi 50 mL 0,1 M larutan FeCl3 dengan 0,1 M garam stano sulfat
SnSO4.Hitunglah potensial sistem pada saat penambahan 10, 20, 24, 25, dan
30 mL pentiter dan gambarkan grafik antara potensial dg vol. Pentiter (
Harga Eo masing-masing seperti di atas )
Jawab
Tentukan lebih dahulu reaksi yang terjadi dan VTE-nya
Reaksi : 2 Fe3+ + Sn2+ 2 Fe2+ + Sn4+
..................................................... (15)
Dari rumus (2) maka volume pentiter pada saat TE = V TE = VSn2+ dapat
dihitung sbb :
VTE = = 25 mL
dari reaksi (15) , banyaknya Fe3+ semula = 50 mL x 0,1 M x 1 = 5 mmolek
1.Penambahan pentiter 10 mL
Banyaknya Sn2+ yang ditambahkan = 10 mL x 0,1 M x 2 = 2 mmolek , sehingga
banyaknya Fe3+ yang bereaksi = Fe2+ yang terbentuk = 2 mmolek dan Fe3+
sisa = 5 – 2 = 3 mmolek
Potensail sistem :
E = EoFe - 0,06 log [Fe2+] / [Fe3+] = 0,80 - 0,06 log 2/3
= 0,81 V
2. Penambahan pentiter 20 mL ( masih belum TE )
Dengan cara hitungan seperti pada bag. 1 di atas, maka :
[Fe2+] yang terjadi = [ Sn2+] yang ditambahkan = 20 x 0,1 x 2 = 4
mmolek
[Fe3+] sisa = 5 – 4 = 1 mmolek
E = 0,80 – 0,06 log 4/1 = 0,76 V
3. Penambahan pentiter 24 mL
Dengan cara sama ( coba hitung ! ) ; E = 0,80 – 0,06 log (4,8) / (0,2)
= 0,72 V
4.Penambahan pentiter 25 mL ( saat TE )
Dar rumus (13) : E TE = 1/3 ( EoFe + 2 EoSn ) = 1/3 ( 0,80 + 2 x
0,14 ) = 0,36 V
5.Penambahan pentiter 30 mL ( telah melewati TE )
[Sn2+] belebih = ( 30 mL x 0,1 M x 2 ) – ( 25 mL x 0,1 m x 2 ) = 1
mmolek
[ Sn4+] yang terbentuk = [Fe3+] yang bereaksi = 50 ml x 0,1 M x 1 = 5
mmolek
E sistem = EoSn – ( 0,06 / 2 ) log [Sn2+] / [Sn4+] = 0,14 – 0,03 log
1/5 = 0,16 V
Tugas ! : lanjutkan dengan pembuatan grafiknya.
Penentuan Titik Akhir Titrasi
1.Menggunakan indikator
Seperti telah disampaikan di awal, dengan perkembangan instrumentasi ,
kini metode titrasi
potensiometri tidak lagi menggunakan indikator.
Indikator ( yang pernah digunakan ) pada titrasi potensiometri disebut
indikator redoks, karena perubahan warnanya terjadi pada potensial
tertentu. Beberapa contoh indikator redoks adalah:
"INDIKATOR "WARNA REDUKTAN "WARNA OKSIDAN "POTENSIAL "
" " " "PERUBAHAN WARNA "
" " " "( V ) "
"1. Biru metilen "Tak berwarna "Biru "0,53 "
"2. Difenilamin "Tak berwarna "Ungu "0,76 "
"3. Difenil "Tak berwarna "Ungu "0,76 "
"benzidin " " " "
"4.Asam "Tak berwarna "Merah-ungu "0,85 "
"sulfanilamin " " " "
"sulfonat " " " "
"5. Feroin "Merah "Biru muda "1,11 "
Seperti halnya indikator asam-basa , pemilihan indikator redoks berdasarkan
perubahan warnanya pada potensial yang sedekat mungkin dengan potensial
sistem pada TE
2. Melalui Grafik Titrasi
Terdapat tiga macam grafik pada titrasi potensiometri, yaitu :
1) Grafik antara potensil sistem ( E ) terhadap volume pentiter ( V )
Pada grafik ini TE terletak di daerah di mana penambahan sedikit (V)
volume pentiter menyebabkan perubahan potensial (E) yang besar. ( lihat
contoh soal ; yaitu di garis grafik yang terjal .( gbr. a ). TE pada
grafik (1) ini kurang eksak, karena tidak dapat ditentukan dengan pasti
letak titiknya. Oleh karena dianjurkan untuk menggunakan grafik kedua
2) Grafik antara ΔE / ΔV terhadap V
Grafik kedua ini disebut turunan pertama dari grafik (1) . Untuk
memudahkan perhitungan perlu secara manual mentabelkan harga-harga E
dan V . TE pada grafik ini diperoleh ( merupakan ) puncak dari grafik.
Jika kedua garis sisi grafik diperpanjang ke atas (gbr.b).
3) Grafik antara Δ2E / ΔV2 terhadap V
Karena puncak grafik tipe (2) tidak diperoleh dari grafik sesungguhnya,
maka dianjurkan untuk memnggunakan grafik tipe (3) berikut. Pada grafik
ini TE dapat diperoleh dengan eksak karena merupakan titik potong
antara grafik dengan garis mendatar (horisontal ) yang ditarik dari
ordinat ( sumbu y = Δ2E / ΔV2 ) yang bernilai nol (lihat gbr c )
Grafik Titrasi potensiometri
E
" "
" "
" "
" "
" "
" "
( a ) V ( mL pentiter )
E/ V
" "
" "
" "
" "
" "
" "
(b) V ( mL pentiter )
E2/ V2
" "
" "
" "
" "
" "
" "
( c ) V ( mL pentiter )
Contoh soal 2.
Diberikan data hasil titrasi potensiometri dari lima titik penambahan
pentiter yaitu : 12,60; 12,80; 13,0; 13,20 dan 13,40 mL . potensial yang
terukur dari masing-masing penambahan pentiter tersebut adalah : 230 ; 240
; 425 ; 445 dan 455 V .
a) buatlah tabel yang berisi: V, E, ΔE / ΔV dan Δ2V / ΔV2
b) hitunglah volume pada TE
Jawab
a) Tabel titrasi
"mL titran (V)"Potensial (E , "ΔE / ΔV "Δ2E / ΔV2 "
" "mV) " " "
"12,60 "230 " " "
" " "50 " "
"12,80 "240 " "4375 "
" " "925 " "
"13,0 "425 " "- 4125 "
" " "100 " "
"13,20 "445 " "- 250 "
" " "50 " "
"13,40 "455 " " "
Pada kolom I ( mL titran ) selisih setiap penambahan adalah 0,20 mL ,
jadi ΔV = 0,20 mL. Pada kolom II ( E ) dihitung lebih dulu selisi dari
setiap dua harga pengukuran yang berdekatan. Sehingga harga masing-
masing selisih potensial ( = ΔE ) berturut-turut adalah : (240 – 230 ) ;
( 425 – 240 ) ; (445 – 425 ) dan ( 455 – 445) yaitu : 10; 185 ; 20 dan
10. sehinga harga ΔE/ΔV
masing-masing adalah : 10/0,2 ( = 50 ) .. dst. Untuk mengisi kolom Δ2E /
ΔV2 perlu dihitung
Δ2E yaitu selisih tingkat kedua dari E yang merupakan selisih dari hasil
selisih E , sehingga masing-masing bernilai : ( 185 – 10 ) ; ( 20 – 185 )
dan ( 10 – 20 ). Maisng-masing hasil pengurangan tersebut dibgi dengan (
ΔV)2 atau (0,2)2 = 0,04 sehingga nilainya adalah
( 175/0,04) ; (- 165/0,04 ) dan ( - 10/0,04 ) yaitu : 4375 ; - 4125 an –
250
b.Volume titran pada TE berada di antara dua harga E yang perbedaannya
terbesar ( pada soal, kolom E antara 240 dan 425 mV atau volumenya antara
12,80 dan 13,0 mL.
Dari kolom Δ2E / ΔV2 volume pentiter pada TE berada di antara titik
dengan nilai E terbesar dan E terkecil , yaitu 4375 dan – 4125. Panjang
garis antara dua titik ini adalah :
4375 – ( - 4125 ) satuan = 8500 satuan ; sehingga volume titran pada TE
adalah :
VTE = 12,80 + 0,2 x 12,8 + 0,103 = 12,903 mL
Soal latihan
Diperoleh data dari titrasi potensiometri sbb :
"mL Titran (V) "E(mV) "ΔE / ΔV "Δ2E / ΔV2 "
"29,90 "240 " " "
"30,0 "250 " " "
"30,10 "266 " " "
"30,20 "526 " " "
"30,30 "666 " " "
"30,40 "740 " " "
"30,50 "750 " " "
1. Lengkapilah tabel tsb
2. Buatlah grafik titrasinya (tiga tipe ) . Ketiganya dalam satu lembar
kertas grafik
3. Hitunglah volume pentiter pada TE secara perhitungan dan bandingkan
dengan cara grafik
