"Aryaditama Zone": laporan ekstraksi KA 2

LAPORAN EKSTRAKSI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1.2 Prinsip Percobaan

Sejumlah kecil Ni dipisahkan dari campurannya dengan Cu dengan teknik ekstralsi pelarut, yaitu mengekstraksi Ni dalam bentuk nikel-dimetilglioksim atau Ni(DMG)₂ dari air ke dalam khloroform. Penentuan kadar nikel dilakukan dengan metode spektrofotometri, dimana diketahui bahwa kompleks berwarna Ni(DMG)₂ dalam khloroform mengikuti hukum Lambert-Beer dalam range konsentrasi yang lebar.

1.3 Teori Dasar

Ektraksi pelarut adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat terlarut dari suatu pelarut kedalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Menurut Nerst, zat terlarut akan terdistribusi pada kedua solven sehingga perbandingan konsentrasi pada kedua solven tersebut tetap untuk tekanan dan suhu yang tetap (Christian, 1986).

Ekstraksi pelarut terutama digunakan, bila pemisahan campuran dengan cara destilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya karena pembentukan aseotrop atau karena kepekaannya terhadap panas) atau tidak ekonomis. Seperti ekstraksi padat-cair, ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran secara intensif bahan ekstraksi dengan pelarut, dan pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna mungkin.

Ekstraksi cair-cair dengan pengkelat logam adalah salah satu aplikasi utama ekstraksi cair-cair yaitu ekstraksi selektif ionlogam menggunakan agen pengkelat. Sayangnya beberapa agen pengkelat memiliki keterbatasan kelarutan dalam air atau subyek untuk hidrolisis atau oksidasi udara dalam larutan aqueous. Karena alasan ini agen pengkelat ditambahkan ke pelarut organic sebagai ganti fasa aqueous. Agen pengkelat diekstrak ke fasa aqueous yang reaksinya membentuk kompleks logam-ligan yang stabil dengan ion logam. Kompleks logam-ligan kemudian terekstrak ke fasa organik. Efisiensi ekstraksi ion logam bergantung pada pH.

Pada umumnya ion-ion logam tidak larut dalam pelarut organik non polar. Ion logam harus diubah menjadi bentuk molekul yang tidak bermuatan dengan pembentukan kompleks agar ion logam tersebut dapat terekstrak ke dalam pelarut organik non polar. Senyawa kompleks adalah suatu senyawa dimana ion logam bersenyawa dengan ion atau molekul netral yang mempunyai sepasang atau lebih elektron bebas yang berikatan secara kovalen koordinasi (Moersid, 1989)

Ion logam dalam senyawa kompleks disebut ion pusat, sedangkan ion atau molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas disebut ligan. Kompleks kelat atau sepit adalah kompleks yang terbentuk apabila ion pusat bersenyawa dengan ligan yang mempunyai dua atau lebih gugus. Banyaknya ikatan kovalen koordinasi yang terjadi antara ligan dengan ion pusat disebut bilangan koordinasi. Pembentukan kompleks oleh ligan bergantung pada kecenderungan untuk mengisi orbital kosong dalam usaha mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil. Untuk memudahkan ekstraksi maka ion logam yang bermuatan harus dinetralkan oleh ion atau molekul netral menjadi kompleks tidak bermuatan (Khopkar, 1984).

Kompleks kelat merupakan asam lemah (HL) yang terionisasi dalam air dan terdistribusi dalam fase organik dan fase air, serta dengan ion logam dapat membentuk ion kompleks yang netral dan mudah larut dalam fase organik (Day dan Underwood, 1989). Sesuai dengan reaksi:

Salah satu keuntungan menggunakan agen pengkelat adalah derajat selektifitas tinggi. Efisiensi ekstraksi untuk kation divalent meningkat dari 0-100% disekitar 2 unit pH. lagipula konstanta pembentukan kompleks logam-ligan bervariasi diantara ion logam. Akibatnya, perbedaan signifikan muncul dalam range pH dimana ion logam yang berbeda menaikkan efisiensi ekstraksi dari 0-100%.

Penentuan kadar nikel dilakukan dengan metode spektrofotometri, dimana diketahui kompleks berwarna Ni(DMG)₂dalam khloroform mengikuti hukum Lambert-Beer dalam range konsentrasi yang lebar. Sebagaimana diketahui warna adalah salah satu kriteria untuk mengidentifikasi suatu objek. Pada analisis spektrokimia spektrum radiasi elektromagnetik digunakan untuk menganalisis spesies kimia dan menelaah interaksinya dengan radiasi elektromagnetik.

Spektrofotometri didefinisikan suatu metoda analisis kimia berdasarkan pengukuran seberapa banyak energi radiasi diabsorpsi oleh suatu zat sebagai fungsi panjang gelombang. Agar lebih mudah memahami proses absorpsi tersebut dapat ditunjukkan dari suatu larutan berwarna. Misalnya larutan tembaga sulfat yang nampak berwarna biru. Sebenarnya larutan ini mengabsorpsi radiasi warna kuning dari cahaya putih dan meneruskan radiasi biru yang tampak oleh mata kita.

Proses absorpsi ini kemudian dapat dijelaskan bahwa suatu molekul/atom yang mengabsorpsi radiasi akan memanfaatkan energi radiasi tersebut untuk mengadakan eksitasi elektron. Eksitasi ini hanya akan terjadi bila energi radiasi yang diperlukan sesuai dengan perbedaan tingkat energi dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi dan sifatnya karakteristik.

Komponen-komponen yang mengabsorpsi dalam spektrofotometri UV-Vis dapat berupa absorpsi oleh senyawa-senyawa organik maupun anorganik. Senyawa-senyawa organik yang mengandung ikatan rangkap 2/ rangkap 3 akan menghasilkan puncak-puncak absorpsi yang penting terutama dalam daerah UV. Gugus-gugus fungsional organik tidak jenuh yang mengabsorpsi sinar tampak dan UV ini dinamakan kromofor/sering dikenal dengan pembawa warna. Contoh kromofor, -NH2, -C=C-, C=O, -CHO, -NO2, -N=N- dan lain-lain. Sedangkan absorpsi oleh senyawa-senyawa anorganik, spektra dari hampir semua ion-ion kompleks dan molekul-molekul anorganik menghasilkan puncak absorpsi agak melebar. Untuk ion-ion logam transisi, pelebaran puncak disebabkan oleh faktor-faktor lingkungan kimianya. Suatu contoh larutan Cu (II) encer berwarna biru muda, tetapi warna akan berubah menjadi biru tua dengan adanya amonia. Bila unsur-unsur logam membentuk kompleks, maka faktor ligan sangat menentukan. Sebagian radiasi yang terabsorpsi oleh suatu larutan analit yang mengabsorpsi ternyata terdapat hubungan kuantitatif dengan konsentrasinya. Jumlah radiasi yang terabsorpsi oleh sampel dinyatakan dalam hukum Lambert-Beer dan dijadikan dasar pada analisis kuantitatif spektrofotometri dan dinyatakan dengan rumus:

Keterangan:

A = absorbansi/ radiasi yang terabsorpsi

a = konstanta absortivitas (L/ g.cm)

c = konsentrasi sampel (g/ L)

C = konsentrasi sampel (mol/ L)

ε = koefisien ekstingsi molar (mol dm cm )

b = tebal larutan/ lebar kuvet (cm)

Karena harga ε tetap untuk zat yang sama (pada panjang gelombang sama) dan b tetap, maka hubungan antara A dan c adalah linier.

Gambar Skema Spektrofotometer UV/VIS

BAB II

ALAT DAN BAHAN

Alat	Bahan
Erlenmeyr 100 mL 13 buah	NiSO₄.6H₂O 0,22 gram
Labu ukur 100 mL 1 buah	HNO₃ 6 M 15 mL
Pipet seukuran 10 mL 5 buah	NaOH 2,5 M
Gelas kimia 100 mL 1 buah	Asam asetat 6 M
Gelas ukur 5 mL 3 buah	Na-asetat
Corong	Na-Tartat
Pipet tetes	Na-tiosulfat
Alumunium foil	Hidroksilamin hidroklorida
Kertas timbang	Dimetilglioksim
Kertas saring	Khloroform
Magnetic stirer	Aquades
Neraca digital	Sampel air kran Padalarang
Spektrofotometer visible	Sampel air sungai Panyileukan
Kuvet	Sampel air selokan Cilengkrang
Botol semprot

BAB III

PROSEDUR KERJA

3.1 Pembuatan larutan standar utama

1. Ditimbang sejumlah 0,22 gram garam NiSO₄.6H₂O ke dalam gelas kimia 100 mL.

2. Ditambahkan 7,5 mL HNO₃ 6 M kedalam gelas kimia tersebut dan dipanaskan diatas hotplate hingga seluruh garam nikel terlarut.

3. Dinetralkan dengan NaOH 2,5 M hingga terbentuk endapan nikel hidroksida pertama kali.

4. Ditambahkan asam asetat 6 M tetes demi tetes hingga seluruh endapan larut.

5. Larutkan dan tanda bataskan dalam labu ukur 50 mL dengan aquades.

3.2 Pembuatan larutan buffer

1. Diencerkan 8,7 mL asam asetat 6 M menjadi 100 mL.

2. Ditambahkan 10 mL larutan asam asetat yang telah diencerkan ke dalam 40 mL aquades yang mengandung 15 gram natrium asetat.

3.3 Ekstraksi

1. Disiapkan 13 buah erlenmeyer. Dimasukkan masing-masing 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 dan 3,5 mL larutan standar Ni²⁺ 100 ppm dengan menggunakan buret.

2. Ditambahkan 10 mL aquades kepada setiap erlenmeyer yang telah diisi larutan standar.

3. Dimasukkan masing-masing 10 mL larutan sampel ke dalam erlenmeyer sebanyak 3 buah dengan sampel yang berbeda.

4. Kedalam 12 erlenmeyer yang telah berisi masing masing larutan dan 1 buah erlenmeyer kosong sebagai blanko, ditambahkan masing-masing 0,5 gram natrium tartat, 5,0 mL buffer, 2,5 gram natrium tiosufat, 1,0 mL hidroksilamin hidroklorida 10% dalam air dan 2,0 mL dimetilglioksim 1% dalam etanol. Tabung dikocok setelah penambahan reagent.

5. Ditambahkan 10 mL khloroform kedalam setiap erlenmeyer, kemudian dilakukan pengocokkan selama 3 menit untuk setiap erlenmeyer. Campuran dibiarkan hingga kedua fasa terpisah sempurna.

6. Lapisan khloroform yang berada dibagian bawah dipipet dan disaring sebanyak 5-6 mL. Untuk mengurangi penguapan, ditambahkan ± 5 mm aquades ke dalamnya.

3.4 Pengukuran dengan spektrofotometer

1. Setiap larutan (standar dan sampel) yang diperoleh dari hasil ekstraksi diukur absorbansinya pada panjang gelombang 420 nm, yang sebelumnya telah di-nol-kan dengan blanko.

2. Dibuat kurva kalibrasi dari absorbansi larutan standar dan ditentukan konsentrasi sampel dengan perhitungan berdasarkan kurva yang diperoleh.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1 Hasil Pengamatan

V Larutan Standar (mL)	Absorbansi (nm)	Konsentrasi (ppm)
0.1	0.096	0.99
0.2	0.102	1.96
0.3	0.127	2.91
0.4	0.138	3.85
0.5	0.158	4.76
1.0	0.201	9.09
2.0	0.381	16.67
3.0	0.456	23.08
3.5	0.580	25.98

Sampel	Absorbansi (nm)	Konsentrasi (ppm)
Air Sungai A	0.230	9.11
Air Selokan B	0.250	10.22
Air Keran C	0.165	5.5

4.2 Perhitungan

Jadi, untuk membuat standar Ni²⁺ 100 ppm sebanyak 50 mL dibutuhkan garam NiSO₄.6H₂O sebanyak 0,22 gram.

0.1 x 100 = 10.1 x

0.2 x 100 = 10.2 x

0.3 x 100 = 10.3 x

0.4 x 100 = 10.4 x

0.5 x 100 = 10.5 x

1.0 x 100 = 11 x

2.0 x 100 = 12 x

3.0 x 100 = 13 x

3.5 x 100 = 13.5 x

1. Sampel Air Sungai A

1. Sampel Air B

1. Sampel Air C

BAB V

PEMBAHASAN

Judul Percobaan kali ini adalah Ekstraksi pelarut dimana yang dimaksud ekstraksi pelarut itu sendiri adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat terlarut dari suatu pelarut kedalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Tujuan dari percobaan kali ini adalah untuk memisahkan logam Ni dari campurannya dengan eksatraksi pelarut dab juga menentukan kadar Ni dalam sampel dengan metode spektrofotometri.

Ni merupakan ion logam yang tidak dapat larut dalam senyawa nonpolar, oleh karena itu Ni harus diubah menjadi senyawa non polar dengan cara membentuknya menjadi senyawa kelat. Agen pengkelat yang digunakan dalam percobaan ini adalah Dimetilglioksin. Ion logam Ni²⁺ dijadikan kompleks terlebih dahulu dengan DMG menjadi senyawa kompleks Ni(DMG)₂ agar dapat terekstraksi ke fasa organik yang akhirnya dapat diukur pada panjang gelombang 420 nm.

Pertama-tama sampel dipipet sebanyak sepuluh mL kemudian ditambahkan beberapa pereajsi seperti Na-tartat, buffer, Na-tiosulfat, hidroksilamin hidroklorida, dan terakhir DMG atau dimetilglioksin. Fungsi penambahan Tiosulfat sebelum ekstraksi untuk membentuk kompleks anionik Cu(S₂O₃)^2- yang tidak terekstrak ke dalam khloroform. Tartat ditambahkan untuk membentuk kompleks dengan Fe(III) yang ada dalam campuran. Hidroksilamin hidroklorida ditambahkan untuk mencegah oksidasi Ni(DMG)₂ menjadi kompleks Ni(Y) dengan DMG yang berbeda spektrum absorbansinya. Buffer pH digunakan untuk membuat suasana larutan menjadi sedikit asam karena Ni²⁺ membentuk kompleks dengan DMG pada suasana sedikit asam atau dapat pula pada suasana tepat basa.

Senyawa kompleks yang terbentuk kedalam fasa organik ini selain Ni(DMG)₂, yaitu senyawa kompleks Cu dan Fe. Akan tetapi pada panjang gelombang 420 nm, spesifik untuk menyerap cahaya yang ditimbulkan oleh senyawa kompleks Ni(DMG)₂ dan cahaya dari senyawa kompleks selain itu tidak dapat diserap, oleh karena itu tidak perlu dikhawatirkan senyawa kompleks yang lain dapat mempengaruhi konsentrasi Ni²⁺ yang didapatkan.

Pada ekstraksi ini dilakukan penyaringan dengan kertas saring, hal ini bertujuan agar tidak ada pengotor atau endapan yang dapat mengganggu pada saat proses pengkuran dengan spektrofotometer. Tentu saja proses penyaringan ini tidak akan mengurangi konsentrasi Ni²⁺ dalam larutan tersebut, karena Ni²⁺ larut sempurna pada khloroform.

Interferen yang terbawa dalam pembentukan senyawa kompleks ini seperti Fe dan Cu, dapat dipisahkan dengan cara melakukan ekstraksi kembali (stripping) pada senyawa organik dengan cara menambahkan larutan buffer pH tertentu untuk mendapatkan senyawa kompleks yang diinginkan. Contohnya senyawa kompleks Cu dapat dipisahkan dengan campurannya pada pH 1, apabila ditambahkan larutan pH 1 dan sedikit air aquades maka senyawa kompleks Cu akan terpisah dan terlarut dalam air.

Pada saat pengukuran dengan menggunakan spektrofotometer kuvet yang digunakan haruslah kuvet kuarsa tidak boleh menggunakan kuvet plastik karena pelarut organik khloroform akan bereaksi dengan silikat pada kuvet plastik yang akan melelehkan kuvet tersebut dan tentunya akan membuat pemeriksaan menjadi terganggu dan menghasilkan absorbansi yang tidak sesuai dari seharusnya. Digunakan pula kuvet hitam untuk memastikan tidak ada cahaya yang terserap pada spektrofotometer yang digunakan, sedangkan larutan blanko digunakan untuk mengkalibrasi spektrofotometer yang diseting dengan absorban nol atau nilai transmitan 100% dan meminimalkan kesalahan sistematik.

BAB VI

KESIMPULAN

Pada sampel air yang ada seluruhnya (+) mengandung Ni²⁺. Terbukti dalam percobaan ini, didapat konsentrasi Ni²⁺ pada sampel sebagai berikut :

DAFTAR PUSTAKA

Basset,J.Denney,R.C Jefry,G.H Mendhan,J.Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik.Jakarta:Buku kedokteran EGC.

Day RA. Jr dan Al Underwood.1992. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga

Harvey David. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw-Hill Comp.

Vogel, 1985, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro, Edisi V, diterjemahkan oleh: Setiono & Pudjaatmaka, PT Kalman Media Pustaka, Jakarta

"Aryaditama Zone"

Rabu, 6 Mac 2013

laporan ekstraksi KA 2

Tiada ulasan:

Catat Ulasan

tatanan