Permanganometri

Permanganometri merupakan metode titrasi dengan menggunakan kalium permanganat, yang merupakan oksidator kuat sebagai titran. Titrasi ini didasarkan atas titrasi reduksi dan oksidasi atau redoks. Kalium permanganat telah digunakan sebagai pengoksida secara meluas lebih dari 100 tahun. Reagensia ini mudah diperoleh, murah dan tidak memerlukan indikator kecuali bila digunakan larutan yang sangat encer. Permanganat bereaksi secara beraneka, karena mangan dapat memiliki keadaan oksidasi +2, +3, +4, +6, dan +7 (Day, 1999).

Dalam suasana asam atau [H⁺] ≥ 0,1 N, ion permanganat mengalami reduksi menjadi ion mangan (II) sesuai reaksi :

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e^- Mn²⁺ + 4H₂O E^o = 1,51 Volt

Dalam suasana netral, ion permanganat mengalami reduksi menjadi mangan dioksida seperti reaksi berikut :

MnO₄^- + 4H⁺ + 3e^- MnO₂ + 2H₂O E^o = 1,70 Volt

Dan dalam suasana basa atau [OH^-] ≥ 0,1 N, ion permanganat akan mengalami reduksi sebagai berikut:

MnO₄^- + e^- MnO₄^2- E^o = 0,56 Volt

(Svehla, 1995).

Asam sulfat adalah asam yang paling sesuai, karena tidak bereaksi terhadap permanganat dalam larutan encer. Dengan asam klorida, ada kemungkinan terjadi reaksi :

2MnO₄^- + 10Cl^- + 16H⁺ 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O

dan sedikit permanganat dapat terpakai dalam pembentukan klor. Reaksi ini terutama berkemungkinan akan terjadi dengan garam-garam besi, kecuali jika tindakan-tindakan pencegahan yang khusus diambil. Dengan asam bebas yang sedikit berlebih, larutan yang sangat encer, temperatur yang rendah, dan titrasi yang lambat sambil mengocok terus-menerus, bahaya dari penyebab ini telah dikurangi sampai minimal. Pereaksi kalium permanganat bukan merupakan larutan baku primer dan karenanya perlu dibakukan terlebih dahulu. Pada percobaan ini untuk membakukan kalium permanganat ini dapat digunakan natrium oksalat yang merupakan standar primer yang baik untuk permanganat dalam larutan asam (Basset, 1994).

Untuk pengasaman sebaiknya dipakai asam sulfat, karena asam ini tidak menghasilkan reaksi samping. Sebaliknya jika dipakai asam klorida dapat terjadi kemungkinan teroksidasinya ion klorida menjadi gas klor dan reaksi ini mengakibatkan dipakainya larutan permanganat dalam jumlah berlebih. Meskipun untuk beberapa reaksi dengan arsen (II) oksida, antimoni (II) dan hidrogen peroksida, karena pemakaian asam sulfat justru akan menghasilkan beberapa tambahan kesulitan. Kalium pemanganat adalah oksidator kuat, oleh karena itu jika berada dalam HCl akan mengoksidasi ion Cl^- yang menyebabkan terbentuknya gas klor dan kestabilan ion ini juga terbatas. Biasanya digunakan pada medium asam 0,1 N. Namun, beberapa zat memerlukan pemanasan atau katalis untuk mempercepat reaksi. Seandainya banyak reaksi itu tidak lambat, akan dijumpai lebih banyak kesulitan dalam menggunakan reagensia ini (Svehla, 1995).

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e Mn²⁺ + 4H₂O E⁰ = 1,51V

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah neraca analitik, statif, buret, sudip, botol semprot, erlenmeyer 250 ml, corong, gelas beker 200 ml, labu ukur 100 ml, krus porselin, eksikator, oven, dan pipet tetes.

B. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan KMnO₄ 0,1 N, aquades, larutan H₂SO₄ 0,75 N, larutan sampel nitrit, padatan CaCO₃, indikator metil merah, garam NH₄ oksalat, larutan Na₂C₂O­₄, larutan H₂SO₄ 1:8.

IV. PROSEDUR KERJA

A. Pembakuan Larutan Kalium Permanganat

1. Diambil 10 ml larutan Na₂C₂O­₄ dengan menggunakan pipet volum 10 ml. Dititrasi dengan larutan KMnO₄ 0,1 N. Dilakukan duplo.

B. Penentuan Kalsium (Ca²⁺) dalam CaCO₃

1. Ditimbang 0,1 gram padatan CaCO₃ dengan menggunakan neraca analitik. Dimasukkan ke dalam beaker glass 400 ml.

2. Aquades ditambahkan sampai volume menjadi 100 ml. Ditambahkan beberapa tetes indikator metil merah ke dalam larutan. Dipanaskan larutan tersebut sampai mendidih.

3. Ditambahkan larutan dari 0,75 gram NH₄ oksalat dalam 12,5 ml aquades secara perlahan-lahan. Dipanaskan pada temperatur 70-80°C selama 15 menit.

4. 3 tetes larutan amonia (1:1) ditambahkan sambil diaduk secara perlahan. Dibiarkan larutan dalam keadaan panas selama 1 jam. Disaring endapan dengan menggunakan kertas saring Whatman No.540.

5. Dicuci endapan dengan aquades hingga bebas dari oksalat. Dilubangi kertas saring dengan menggunakan pengaduk.

6. Dibilas endapan dengan larutan asam sulfat (1:8) ke dalam erlenmeyer yang lain. Dicuci kertas saring dengan aquades panas sampai volume 50 ml. Dititrasi dengan larutan KMnO₄ 0,1 N setelah semua endapan larut.

Pembahasan

1. Pembakuan Larutan Kalium Permanganat

Titrasi permanganometri digunakan untuk menetapkan kadar reduktor dalam suasana asam sulfat encer dengan menggunakan kalium permanganat sebagai titran. Dalam suasana penetapan basa atau asam lemah akan terbentuk endapan coklat MnO₂ yang menggangu.

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e Mn²⁺ + 4H₂O (dalam sulfat encer)

MnO₄^- + 4H⁺ + 3e MnO₂ + 2H₂O (dalam asam lemah)

MnO₄^- + 2H₂O + 3e MnO₂ + 4OH^- (dalam basa lemah)

Kalium permanganat merupakan zat pengoksidasi yang sangat kuat. Pereaksi ini dapat dipakai tanpa penambahan indikator, karena mampu bertindak sebagai indikator. Oleh karena itu pada larutan ini tidak ditambahkan indikator apapun dan langsung dititrasi dengan larutan Natrium oksalat merupakan standar yang baik untuk standarisasi permangnat dalam suasana asam. Larutan ini mudah diperoleh dengan derajat kemurnian yang tinggi. Reaksi ini berjalan lambat pada temperatur kamar dan biasanya diperlukan pemanasan hingga 60ºC. Bahkan bila pada temperatur yang lebih tinggi reaksi akan berjalan makin lambat dan bertambah cepat setelah terbentuknya ion mangan (II). Pada penambahan tetesan titrasi selanjutnya warna merah hilang semakin cepat karena ion mangan (II) yang terjadi berfungsi sebagai katalis, katalis untuk mempercepat reaksi. Dari hasil perhitungan maka didapatkan nilai normalitas dari KMnO₄ adalah sebesar 0,7164 N. Pada standarisasi larutan KMnO₄ dengan menggunakan larutan standar Na₂S₂O₄ berlangsung reaksi sebagai berikut:

2Na⁺ + C₂O₄^- + 2H⁺ H₂C₂O₄ + 2Na⁺

2MnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

2. Penentuan kalsium (Ca²⁺ ) dalam CaCO^­­₃

Penentuan kadar Ca²⁺ dalam CaCO₃ dilakukan dengan pembuatan larutan terlebih dahulu. Larutan kemudian dipanaskan untuk menghilangkan adanya ion-ion pengganggu atau pengotor yang dapat mempengaruhi hasil yang akan dicapai. Kemudian CaCO₃ direaksikan dengan ammonium oksalat menurut persamaan reaksi sebagai berikut:

CaCO₃ + (NH₄)₂C₂O₄ → CaC₂O_4­­ ↓ + (NH₄)₂CO₃

Penambahan ammonium oksalat ini karena ammonium oksalat digunakan sebagai bahan pengendap kalsium langsung yang memberikan ion C₂O₄^2-, karena mengion. Cara ini disebut dengan homogenus presipitasi, yaitu cara pembentukan endapan dengan menambahkan bahan pengendap tidak dalam bentuk jadi, melainkan sebagai suatu senyawa yang dapat menghasilkan pengendapan tersebut. Penambahan ammonium oksalat merupakan penambahan ion sejenis pada larutan, sehingga ia akan memperbesar peluang terbentuknya endapan kalsium oksalat. Penambahan ammonia dengan perbandingan 1:1 digunakan untuk membuat suasana reaksi menjadi lebih alkalis. Hal ini terlihat dari warna larutan yang menjadi kekuningan. Endapan yang terbentuk setelah larutan yang telah dipanaskan didiamkan dipisahkan dari filtratnya. Filtrat yang dipisahkan harus benar-benar bebas dari Ca-oksalat, karena itu endapan diuji dengan ammonium oksalat di mana apabila penambahan ammonium oksalat tidak menyebabkan terbentuknya endapan, maka filtrat bebas dari endapan Ca-oksalat.

Endapan yang diperoleh kemudian dibilas dengan akuades untuk menghilangkan ion oksalat dan kemudian ke dalamnya ditambahkan asam sulfat panas (1:8) untuk memberi suasana asam dan larutan diencerkan dengan air panas sampai 100 ml. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

CaC₂O₄ + H₂SO₄ → H₂C₂O₄ + CaSO₄

Asam oksalat yang terbentuk inilah yang kemudian bereaksi dengan ion permanganat dari titrasi dengan KMnO₄. Titrasi dilakukan sampai warna larutan yang semula bening menjadi berwarna merah muda. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺→ 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Volume titrasi KMnO₄ yang digunakan untuk menentukan kadar Ca²⁺ dalam CaCO₃.adalah 1,35 ml. Sehingga dari hasil perhitungan diperoleh kadar Ca²⁺ sebesar 39,46%.

VI. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. Permanganometri merupakan titrasi oksidasi reduksi dengan mempergunakan larutan baku kalium permanganat (KMnO₄).

2. Dari hasil perhitungan maka didapatkan nilai normalitas dari KMnO₄ adalah sebesar 0,7164 N.

3. Kadar Ca²⁺ dalam CaCO₃ adalah 39,46%.

4. Tujuan dari pencucian endapan adalah agar larutan induk dan zat pengotor yang melarut pada endapan dapat dihilangkan.

DAFTAR PUSTAKA

Basset. J etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Day, R. A. Dan Underwood, A. L. 1999. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.

Svehla, G. 1995. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro. Kalman Media Pustaka. Jakarta.