TITRASI POTENSIOMETRI Materi Kimia Analisa

TITRASI POTENSIOMETRIK DAN
POTENSIOMETRI
1
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Sel elektrokimia  terdiri dari dua/lebih elektroda yang dihubungkan
dengan listrik untuk mengontrol dan mengukur arus dan potensial
Sel Daniell
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Elektroda referensi
Elektroda ini diambil sebagai anoda
Potensialnya stabil
Mudah dibuat dan digunakan
Jenis elektroda referensi
1. Elektroda hidrogen standar (SHE)  elektroda referensi
berdasarkan pada reduksi H+(aq) menjadi H2(g) pada elektroda Pt
H+(aq) + e- === ½ H2(g)
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Jenis elektroda referensi
2. Elektroda kalomel jenuh (SCE)  elektroda referensi berdasarkan
pada reduksi dari Hg2Cl2 menjadi Hg dalam larutan jenuh KCl
Hg2Cl2(s) + 2e- === 2Hg(l) + 2Cl-(aq)
Kelebihannya:
Adanya konsentrasi Cl- sehingga potensial elektroda tetap konstan
bahkan jika KCl sebagian menguap
kerugiannya:
- kelarutan KCl sensitif terhadap perubahan suhu. Pada suhu yang
lebih tinggi konsentrasi Cl meningkat, dan menurunkan potensial
elektroda
- Tidak dapat digunakan pada temperatur di atas 80oC
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Elektroda kalomel
Elektroda Ag/AgCl
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Jenis elektroda referensi
3. Elektroda perak/perak klorida  elektroda referensi berdasarkan
pada reduksi dari AgCl menjadi Ag
AgCl(s) + e- === Ag(s) + Cl-(aq)
Kelebihannya:
Dapat digunakan pada temperatur tinggi
kerugiannya:
Lebih cenderung
bereaksi dengan larutan untuk membentuk
kompleks perak tidak mudah larut yang dapat mengganggu
jembatan garam antara elektroda dan larutan
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Elektroda indikator logam
Ditentukan dengan posisi reaksi redoks pada interface elektrodalarutan
Macam-macam:
Eletroda satu macam
Eletroda ini dari logam yang berkontak dengan larutan
mengandung kationnya (misal: elektroda logam perak direndam
dalam larutan perak nitrat)
Eletroda logam dimana potensial sebagai fungsi konsentrasi Mn+
dalam Mn+/M ½ reaksi redoks
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Reaksi ½ sel dapat ditulis dari potensial elektroda yang ditentukan
misal: AgIAg+
Reaksi:
Ag+ + e- == Ag
Persamaan potensial elektroda:
E  E o Ag  , Ag 
2,303RT
1
log
nF
a Ag
aAg+ = aktivitas dari ion perak
potensial relatif untuk NHE
(normal hydrogen electrode)
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Eletroda satu macam
Disebut dengang indikator elektroda, elektroda dimana potensial
adalah fungsi konsentrasi analit (dikenal sebagai elektroda kerja) (Eind)
Pengukuran sel elektroda sel menggunakan NHE:
Eukur = Esel = Eind vs NHE = Eind - ENHE
Karena ENHE = 0
Esel = Eind
Jika ditulis dalam sel:
ErefIlarutanIEind
Esel = Eind - Eref = Eind - konstan
Eref  elektroda referensi, elektroda dimana potensialnya konstan
dan berlawanan dengan potensial dapat diukur
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Eletroda dua macam
Disebut dengang elektroda counter, elektroda kedua dalam sel dua
elektroda yang melengkapi sirkuit
menyediakan potensial referensi berlawanan dengan potensial
elektroda kerja yang diukur (elektroda referensi)
Bentuk umum tipe ini M I MX I Xn- (MX adalah larutan garam)
Misal:
Ag I AgCl(s) I ClReaksi:
AgCl + e- === Ag + ClPotensial elektrodanya:
2,303RT
o
EE
AgCl , Ag

nF
log a Cl -
Eletroda ini dapat digunakan untuk mengukur aktivitas ion Cl dalam
larutan
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Eletroda dua macam
Dapat digunakan untuk mengamati aCl- atau aAg+
Karena aCl- = Ksp / aAg+, persamaan menjadi:
EE
o
AgCl , Ag
K sp
2,303RT

log
nF
a Ag
E  E o AgCl,Ag 
2,303RT
2,303RT
1
log K sp 
log
nF
nF
a Ag
E o Ag ,Ag  E o AgCl , Ag 
2,303RT
log K sp
nF
Elektroda pelengkap  elektroda ketiga dalam sel tiga elektroda yang
melengkapi sirkuit
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Elektroda redoks
 Elektroda inert yang berfungsi sebagai sumber atau tenggelam
untuk elektron untuk redoks ½ reaksi.
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Contoh soal:
Hitung Ksp untuk kalomel (Hg2Cl2) jika diketahui data potensial
standar dari elektroda kalomel 0,268 V dan elektroda Hg/Hg22+
0,789 V
Jawab:
Untuk
E  0,789 
Hg22+ + 2e- == Hg
0,05916
1
log
2
a Hg 2
2
Untuk
E  0,268 
Hg22+ + 2e- == 2Hg + 2Cl0,05916
2
log a Cl - 
2
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Ksp = aHg22+ . (aCl-)2
K sp
0,05916
E  0,268 
log
2
a Hg 2
2
E  0,268 
0,05916
0,05916
1
log K sp 
log
2
2
a Hg 2
2
Diperoleh harga Ksp:
0,789  0,268 
Ksp = 2,4 x 10-18
0,05916
log K sp
2
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Eletroda membran
-Potensial membran dikembangkan melewati membran konduktif
yang berlawanan sisi kontak dengan larutan dari komposisi berbeda
-Elektroda ion-selektif  Elektroda dimana potensial membran
sebagai fungsi konsentrasi dari ion tertentu dalam larutan
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Metode analisa elektrokimia
1. Mengukur potensial pada keadaan tidak ada aliran arus
2. Mengukur potensial ketika arus dikontrol
3. Mengukur arus ketika potensial yang dikontrol
Hubungannya dengan desain analisa adalah hukum Ohm
 Pernyataan bahwa arus bergerak melalui sirkuit sebanding dengan
potensial yang digunakan dan berbanding terbalik dengan hambatan
sirkuit (E = i x R)
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Potensiometer
Sebuah alat untuk mengukur potensial sel elektrokimia tanpa
menarik arus atau mengubah komposisi sel
Mengukur potensial sel elektrokimia pada kondisi arus nol
Dimana:
C
= elektroda counter
W
= elektroda kerja
SW
= resistor
T
= kunci tap
i
= galvanometer
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Esel = beda potensial antara W dan C
Rcb = hambatan antara titik c dan b pada
kawat resistor
Ketika
tidak ada arus melalui
galvanometer:
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Galvanostat
Sebuah alat yang digunakan untuk mengontrol arus dalam sel
elektrokimia
Digunakan untuk metode dinamik, seperti koulometri (arus
konstan)
Potensiostat
Digunakan untuk metode dinamik ketika penting untuk
mengontrol potensial elektroda kerja
pH meter
 Pengukuran pH menggunakan elektroda gelas melibatkan
potensial elektroda
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Pengukuran potensiometer
TITRASI POTENSIOMETRI
Materi Kimia Analisa
Bagian-bagian dalam sel elektrokimia:
a. Jembatan garam  koneksi antara dua larutan yang
memperbolehkan pergerakan arus dalam bentuk muatan ionik
(mengandung elektrolit inert, misal: KCl)
b. Anoda  elektroda dimana terjadi oksidasi
c. Katoda  elektroda dimana terjadi reduksi