Titrasi Permanganometri

TITRASI PERMANGANOMETRI

Standarisasi KMnO₄ dan Penentuan Kadar Zat Organik (KMnO₄) pada Air Bersih

I.                Waktu / Tempat Praktikum : Rabu,7 Maret dan 14 Maret 2012 / Lab Kimia Jur. Analis Kesehatan Poltekkes Denpasar

II.             Tujuan

1.      Mahasiswa dapat membuat larutan baku KMnO₄ 0,1 N dan larutan KMnO₄ 0,01 N yang diperlukan untuk titrasi

2.      Mahasiswa dapat melakukan pembakuan KMnO₄ 0,01 N dengan larutan asam oksalat 0,01 N.

3.      Mahasiswa dapat melakukan percobaan titrasi pemeriksaan zat organik dengan metode permanganometri pada sampel air bersih atau air limbah.

III.          Dasar Teori

Permanganometri merupakan titrasi yang dilakukan berdasarkan reaksi oleh Kalium permanganat (KMnO₄). Reaksi ini difokuskan pada reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi antara KMnO₄ dengan bahan baku tertentu. Titrasi dengan KMnO₄ sudah dikenal lebih dari seratus tahun, kebanyakan titrasi dilakukan dengan cara langsung atas alat yang dapat dioksidasi seperti Fe⁺, asam atau garam oksalat yang dapat larut dan sebagainya. Beberapa ion logam yang tidak dioksidasi dapat dititrasi secara tidak langsung dengan permanganometri seperti:

a.       Ion-ion Ca, Ba, Sr, Pb, Zn, dan Hg (II) yang dapat diendapkan sebagai oksalat. Setelah endapan disaring dan dicuci dilarutkan dalam H₂SO₄ berlebih sehingga terbentuk asam oksalat secara kuantitatif. Asam oksalat inilah akhirnya dititrasi dan hasil titrasi dapat dihitung banyaknya ion logam yang bersangkutan.

b.      Ion-ion Bad an Pb dapat pula diendapkan sebagai garam khromat. Setelah disaring, dicuci, dan dilarutkan dengan asam, ditambahkan pula larutan baku FeSO₄ berlebih. Sebagian Fe²⁺ dioksidasi oleh khromat tersebut dan sisanya dapat ditentukan banyaknya dengan menitrasinya dengan KMnO_4.

Zat organic dapat dioksidasi dengan KMnO₄ dalam suasana asam dengan pemanasan. Sisa KMnO₄ direduksi dengan asam oksalat berlebih. Kelebihan asam oksalat dititrasi kembali dengan KMnO_4.

Metode permanganometri didasarkan pada reaksi oksidasi ion permanganat. Oksidasi ini dapat berlangsung dalam suasana asam, netral dan alkalis.

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O

Kalium permanganat dapat bertindak sebagai indicator, jadi titrasi permanganometri ini tidak memerlukan indikator, dan umumnya titrasi dilakukan dalam suasana asam karena karena akan lebih mudah mengamati titik akhir titrasinya. Namun ada beberapa senyawa yang lebih mudah dioksidasi dalam suasana netral atau alkalis contohnya hidrasin, sulfit, sulfida, sulfida dan tiosulfat . Reaksi dalam suasana netral yaitu

MnO4 + 4H⁺ + 3e → MnO₄ +2H₂O

Kenaikan konsentrasi ion hidrogen akan menggeser reaksi kekanan Reaksi dalam suasana alkalis :

MnO₄^- + 3e → MnO4^2-

MnO₄^2- + 2H₂O + 2e → MnO₂ + 4OH

MnO₄^- + 2H₂O + 3e → MnO₂ +4OH

Reaksi ini lambat dalam larutan asam, tetapi sangat cepat dalam larutan netral. Karena alasan ini larutan kalium permanganat jarang dibuat dengan melarutkan jumah-jumlah yang ditimbang dari zat padatnya yang sangat dimurnikan misalnya proanalisis dalam air, lebih lazim adalah untuk memanaskan suatu larutan yang baru saja dibuat sampai mendidih dan mendiamkannya diatas penangas uap selama satu/dua jam lalu menyaring larutan itu dalam suatu penyaring yang tak mereduksi seperti wol kaca yang telah dimurnikan atau melalui krus saring dari kaca maser.

 Permanganat bereaksi secara cepat dengan banyak agen pereduksi berdasarkan pereaksi ini, namun beberapa pereaksi membutuhkan pemanasan atau penggunaan sebuah katalis untuk mempercepat reaksi. Kalau bukan karena fakta bahwa banyak reaksi permanganat berjalan lambat, akan lebih banyak kesulitan lagi yang akan ditemukan dalam penggunaan reagen ini. Sebagai contoh, permanganat adalah agen unsure pengoksida, yang cukup kuat untuk mengoksidasi Mn(II) menjadi MnO2 sesuai dengan persamaan

3Mn₂+ + 2MnO₄^- + 2H₂O → 5MnO₂ + 4H⁺

Kelebihan titrasi permanganometri adalah Titrasi permanganometri ini lebih mudah digunakan dan efektif, karena reaksi ini tidak memerlukan indicator, hal ini dikarenakan larutan KMnO₄ sudah berfungsi sebagai indicator, yaitu ion MnO₄^- berwarna ungu, setelah diredukdsi menjadi ion Mn^- tidak berwarna, dan disebut juga sebagai autoindikator.

Sumber-sumber kesalahan pada titrasi permanganometri, antara lain terletak pada: Larutan pentiter KMnO₄^- pada buret Apabila percobaan dilakukan dalam waktu yang lama, larutan KMnO₄ pada buret yang terkena sinar akan terurai menjadi MnO₂ sehingga pada titik akhir titrasi akan diperoleh pembentukan presipitat coklat yang seharusnya adalah larutan berwarna merah rosa. Penambahan KMnO₄ yang terlalu cepat pada larutan seperti H₂C₂O₄ yang telah ditambahkan H₂SO₄ dan telah dipanaskan cenderung menyebabkan reaksi antara MnO₄^- dengan Mn²⁺.

 MnO₄^- + 3Mn₂+ + 2H₂O ↔ 5MnO₂ + 4H⁺.

Penambahan KMnO₄ yang terlalu lambat pada larutan seperti  H₂C₂O₄ yang telah ditambahkan H₂SO₄ dan telah dipanaskan mungkin akan terjadi kehilangan oksalat karena membentuk peroksida yang kemudian terurai menjadi air.

H₂C₂O₄ + O₂ ↔ H₂O₂ + 2CO₂↑

H₂O₂ ↔ H₂O + O₂↑

Hal ini dapat menyebabkan pengurangan jumlah KMnO₄ yang diperlukan untuk titrasi yang pada akhirnya akan timbul kesalahan titrasi permanganometri yang dilaksanakan.

Dalam bidang industri, metode titrasi permanganometri dapat dimanfaatkan dalam pengolahan air, dimana secara permanganometri dapat diketahui kadar suatu zat sesuai dengan sifat oksidasi reduksi yang dimilikinya, sehingga dapat dipisahkan apabila tidak diperlukan atau berbahaya.

IV.          Prinsip

Permanganometri adalah titrasi yang didasarkan pada reaksi redoks. Dalam reaksi ini, ion MnO₄^- bertindak sebagai oksidator. Ion MnO₄^- akan berubah menjadi ion Mn²⁺ dalam suasana asam. Teknik titrasi ini biasa digunakan untuk menentukan kadar oksalat atau besi dalam suatu sample.

Pada permanganometri, titran yang digunakan adalah kalium permanganat. Kalium permanganat mudah diperoleh dan tidak memerlukan indikator kecuali digunakan larutan yang sangat encer serta telah digunakan secara luas sebagai pereaksi oksidasi selama seratus tahun lebih. Setetes permanganat memberikan suatu warna merah muda yang jelas kepada volume larutan dalam suatu titrasi. Warna ini digunakan untuk menunjukkan kelebihan pereaksi. Kalium Permanganat distandarisasikan dengan menggunakan natrium oksalat atau sebagai arsen (III) oksida standar-standar primer. Akhir titrasi ditandai dengan timbulnya warna merah muda yang disebabkan kelebihan permanganat.

Zat organic dapat dioksidasi dengan KMnO₄ dalam suasana asam dengan pemanasan. Sisa KMnO₄ direduksi dengan asam oksalat berlebih. Kelebihan asam oksalat dititrasi kembali dengan KMnO_4.

V.             Alat dan Bahan

Alat	Bahan
-      Buret 50 ml -      Pipet volume  25 ml -      Labu takar 500 ml -      Labu takar 1000 ml -      Kompor listrik -      Erlenmeyer -      Pipet Ukur -      Ball Pipet -      Gelas Beaker	-       KMnO4 -       Aquadest -       Asam oksalat -       H2SO4 pekat (36N) -       Sampel air

VII.       Hasil Pengamatan

a.         Standarisari Larutan KMnO₄ 0,01 N

Volume titrasi I     : 16 mL

Volume titrasi II   : 16,5 mL

Volume titrasi III  : 16,6 mL

Vol. Rata – rata     : 16,3 ml

Dalam pengamatan, setelah dititrasi secara perlahan, larutan Asam oksalat  dalam Erlenmeyer  perlahan-lahan berubah warna bening menjadi merah sangat muda. Hal tersebut menandakan bahwa larutan telah mencapai titik ekuivalen.

b.         Penentuan Kadar Zat Organik (KMnO₄) pada Air Bersih

Standarisasi KMnO₄ dengan Asam Oksalat

Volume titrasi I     : 10,2 mL

Volume titrasi II   : 10,2 mL

Vol. Rata – rata     : 10,2 ml

 

Penentuan Kadar Zat Organik

Volume titrasi I     : 1,2 mL

Volume titrasi II   : 1,5 mL

Volume titrasi II   : 1,6 mL

Vol. rata – rata      : 1,43 mL

Dalam pengamatan, setelah dititrasi secara perlahan, larutan sampel  dalam Erlenmeyer  perlahan-lahan berubah warna bening menjadi merah sangat muda. Hal tersebut menandakan bahwa larutan telah mencapai titik ekuivalen.

VIII.    Pembahasan

Permanganometri merupakan titrasi yang dilakukan berdasarkan reaksi oleh Kalium permanganat (KMnO₄). Reaksi ini difokuskan pada reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi antara KMnO₄ dengan bahan baku tertentu. Pada percobaan ini antara KMnO₄ direduksi oleh asam oksalat dan KMnO₄ mengoksidasi zat organic dalam air.

Dalam percobaan ini, sebagai pengasam digunakan larutan H₂SO₄ encer. Karena ion MnO₄^- akan tereduksi menjadi Mn²⁺ dalam suasana asam oleh reaksi dengan atom H. Selain itu, asam sulfat cukup baik karena tidak bereaksi dengan permanganat. Dalam titasi permanganometri, tidak dibutuhkan indikator karena perubahan warna dari tidak berwarna menjadi merah muda menunjukan titik akhir suatu titrasi warna yang diperoleh pun harus sudah dalam keadaan tetap, artinya saat melakukan pengadukan, warna merah muda yang muncul tidak hilang, hal ini menunjukan titik kestabilan. Dalam hal ini terjadi reaksi oksidasi dan reduksi:

Oksidasi : H₂C₂O₄ CO₂ + 2H⁺ +2e^-

Reduksi : MnO₄^- + 8 H⁺ Mn²⁺ + 4 H₂O

Dalam percobaan pertama, standarisasi larutan KMnO₄ dengan asam oksalat diperoleh molaritasnya sebesar 0,0061 N. Hal ini terjadi mungkin dikarenakan dari larutan KMnO₄ yang digunakan sudah lama dan telah melewati masa kadaluarsa sehingga hasil yang diperoleh tidak sesuai. Maka dari itu sebaiknya standarisasi dilakukan dengn bahan yang masih baik dan dilakukan setiap akan melakukan titrasi permanganometri.

Hasil standarisasi larutan KMnO₄ pada praktikum hari ke dua didapatkan hasil sebagai berikut: volume titrasi I sebesar 10,2 mL, volume titrasi II sebesar 10,2 mL. Sehingga didapatkan konsentrasi  KMnO₄ sebesar 0,01 N dan factor sebesar 0,98. Faktor ini merupakan factor ketelitian dalam melakukan standarisasi.

Setelah distandarisasi barulah dimulai penentuan kadar zat organic pada sampel air bersih. Pada proses ini zat organic dioksidasi oleh KMnO₄ lalu dengan proses pemanasan diharapkan reaksi berlangsung lebih cepat. KMnO₄ yang berlebih lalu direduksi oleh asam oksalat berlebih dan sisa asam oksalat yang berlebih tersebut dititrasi lagi oleh KMnO₄ sehingga didapat volume titrasi.

Hasil standarisasi sampel dengan KMnO₄ adalah sebagai berikut: volume titrasi I sebesar 1,2 ml, volume titrasi II sebesar 1,5 mL, dan volume titrasi III sebesar 1,6 mL. dari hasil perhitungan kemudian didapatkan kadar zat organic pada sampel air bersih sebesar 5,99 mg/L. Pada standar yang ada telah ditetapkan bahwa standar maksimal kandungan zat organic yang diperbolehkan dalam air bersih adalah 10 mg/L, sehingga dapat disimpulkan bahwa kandungan zat organic pada sampel masih dalam batas yang wajar

IX.          Simpulan

1)      Permanganometri adalah titrasi dengan reaksi reduksi oksidasi oleh KMnO₄ sebagai titran terhadap bahan baku tertentu dalam hal ini asam oksalat dan zat organic yang terkandung di sampel air.

2)      Titrasi ini tidak membutuhkan indicator dan titik akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah sangat muda.

3)      Dalam penentuan kadar zat organic dalam sampel air, didapatkan hasil 7,59 mg/L dan hasil tersebut masih dalam batas normal.

X.             Saran

Praktikum ini sudah berjalan dengan baik, tertib dan lancar. Dengan partisipasi penuh dari semua dosen pembimbing. Namun, perlu ditingkatkan kedisiplinan dari seluruh praktikan dalam menjalankan praktikum agar praktikum lebih lancar lagi. Diperlukan juga pengarahan sebelum praktikum sehingga praktikan lebih memahami apa yang akan dilakukan.

Daftar Pustaka

http://syadharzyarga.blogspot.com/2011/02/titrasi-permanganometri.html

              (akses tanggal 26 Maret 2012)

Satuan Acara Praktikum Kimia Analitik (Semester II), Politeknik Kesehatan Denpasar Jurusan Analis Kesehatan 2012

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/titrasi-redoks/               (akses tanggal 26 Maret 2012)