Gravimetri

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan yang paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya. Analisis gravimetri adalah analisis kuantitatif berdasarkan berat tetap (berat konstan)-nya. Dalam analisis ini, unsur atau senyawa yang dianalisis dipisahkan dari sejumlah bahan yang dianalisis. Bagian terbesar analisis gravimetri menyangkut perubahan unsur atau gugus dari senyawa yang dianalisis menjadi senyawa lain yang murni dan mantap (stabil), sehingga dapat diketahui beratnya tetapnya. Berat unsur atau gugus yang dianalisis selanjutnya dihitung dari rumus senyawa atau berat atom penyusunnya. 

Tahap pengukuran dalam metode gravimetrik adalah penimbangan. Analitnya secara fisik dipisahkan dari semua komponen lain dari sampel itu maupun dari pelarutnya. Pengendapan merupakan teknik yang paling meluas penggunaannya untuk memisahkan analit dari pengganggu-pengganggunya.

 Zat yang telah diendapkan ini disaring dan dikeringkan serta ditimbang dan diusahakan endapan itu harus semurni mungkin. Untuk memisahkan endapan tersebut maka sangat dibutuhkan pengetahuan dan teknik yang cukup yang wajib dimiliki seorang enginer.

Saat ini sudah semakin luas aplikasinya, misalnya pada penentuan fraksi-fraksi dari minyak bumi, penentuan kadar air dari berbagai produk seperti hasil pertanian, minyak bumi, minyak goreng, dan gas alam, elektrogravimetri, dan thermal gravimetri. Dilihat dari betapa pentingnya analisa gravimetri, maka untuk itu dilakukan percobaan analisa gravimetri ini.

B.  Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana menentukan jumlah mol air kristal yang terikat dalam suatu senyawa ?

2. Bagaimana menentukan kadar besi dalam suatu sampel secara gravimetri ?

3. Bagaimana menentukan kadar sulfat dalam sampel sebagai gravimetri ?

C.  Tujuan Percobaan

Tujuan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk menentukan jumlah mol air kristal yang terikat dalam suatu senyawa.

2. Untuk menentukan kadar besi dalam suatu sampel secara gravimetri

3. Untuk menentukan kadar sulfat dalam sampel sebagai gravimetri.

BAB II

Pembahasan

1. Pengertian gravimetri

Gravimetri merupakan salah satu metode analisis kuantitatif suatu zat atau komponen yang telah diketahui dengan cara mengukur berat komponen dalam keadaan murni setelah melalui proses pemisahan. Analisis gravimetri adalah proses isolasi dan pengukuran berat suatu unsure atau senyawa tertentu. Bagian terbesar dari penetuan secara analisis gravimetri meliputi transformasi unsur atau radikal kesenyawaan murni stabil yang dapat segera diubah menjadi bentuk yang dapat ditimbang dengan teliti. Metode gravimetrik memakan waktu yang cukup lama, adanya pengotor pada konstituen dapat diuji dan bila perlu faktor-faktor koreksi dapat digunakan (Khopkar, 1990).

2. METODE GRAVIMETRI

Metoda gravimetri adalah suatu metoda analisis secara kuantitatif yang berdasarkan pada prinsip penimbangan. Analisis gravimetri digunakan pada beberapa bidang diantaranya untuk mengetahui suatu spesies senyawa dan kandungan-kandungan unsur tertentu/molekul dari suatu senyawa murni yang diketahui berdasarkan pada perubahan berat. Analisis kandungan air didalam uranium oksida dengan metoda gravimetri (ASTM C-696) menggunakan alat microprocessor oven. Air terserap secara fisika oleh suatu bahan padat danbukan membentuk ikatan kimia dalam suatu bahan dapat dilepaskan lagi dengan cara membentuk uap. Pelepasan air ini sangat tergantung pada suhu dan waktu (Okdayani, 2010).

Sulfat di dalam senyawa organik terdapat sebagai thiophenolsdan thiophenes. Batubara dengan kandungan sulfur tinggi ketika dibakar akan terbentuk sulfur dioksida yang dapat menyebabkan polusi di dalam udara. Ada beberapa metoda analisis sulfat, yaitu pertama metoda gravimetri, sangat tergantung pada konsentrasi Sulfat yang ada dalam larutan, untuk konsentrasi yang kecil akan terbentuk endapan koloid (sangat halus) sehingga endapan yang terbentuk susah dipisahkan (sulit penyaringannya) selain hal di atas waktu pengerjaan dengan gravimetri cukup lama. Kedua, metoda titrimetri, perlakuannya (preparasi dan analisisnya) dilakukan secara konvensional butuh waktu yang lama dan dibutuhkan indikator untuk penentuan end pointnya. Dan ketiga, metoda potensiometri, waktu lebih cepat dibandingkan dengan kedua metoda di atas dan tanpa indikator, caranya sama dengan titrimetri bedanya penentuan titik akhirnya (end point) menggunakan elektroda ion selektif kalsium (Yudhi, 2009).

Karakterisasi kimia-fisik biosorben yang diamati meliputi penentuan keasaman permukaan dengan metode analisis gravimetri, titrasi asam basa, dan spektrofotometri inframerah, dan luas permukaan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dengan metode adsorpsi metilen biru. Pemanfaatannya sebagai biosorben Cd²⁺ dipelajari dari waktu setimbang, isoterm adsorpsi, kapasitas adsorpsi, dan pengaruh pH terhadap kapasitas adsorpsi (Widihati, et al., 2010).

Dalam menentukan keberhasilan metode gravimetri ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yaitu :

1        Proses pemisahan hendaknya cukup sempurna sehingga kuantitas analit yang tak terendapkan secara analitis tak dapat dideteksi (biasanya 0,1 mg atau kurang dalam menentukan penyusunan utama dalam suatu makro)

2        Zat yang ditimbang hendaknya mempunyai susunan yang pasti dan hendaknya murni, atau sangat hampir murni.

Bila tidak akan diperoleh hasil yang galat. Persyaratan yang kedua itu lebih sukar dipenuhi oleh para analis. Galat-galat yang disebabkan faktor-faktor seperti kelarutan endapan umumnya dapat diminimumkan dan jarang menimbulkan galat yang signifikan. Masalahnya mendapatkan endapan murni dan dapat disaring itulah yang menjadi problema utama. Banyak penelitian telah dilakukan mengenai pembentukkan dan sifat-sifat endapan, dan diperoleh cukup banyak pengetahuan yang memungkinkan analis meminimumkan masalah kontaminasi endapan.

Berat unsur dihitung berdasrkan rumus senyawa dan berat atom unsur- unsur yang menyusunnya pemisahan unsur-unsur atau senyawa yang dikandung dilakukan beberapa cara seperti:

1. Metode Pengendapan

Gravimetri dengan cara pengendapan, analat direaksikan sehingga terjadi suatu pengendapan dan endapan itulah yang ditimbang. Atas dasar cara membentuk endapan, maka gravimetri dibedakan menjadi 2 macam :

(1)  Endapan dibentuk dengan reaksi antara analat dengan sutau pereaksi, endapan biasanya berupa senyawa. Baik kation maupun anion dari analat mungkin diendapkan, bahan pengendapnya anorganik mungkin pula organik. Cara inilah yang biasa disebut dengan gravimetri.

(2)  Endapan dibentuk dengan cara elektrokimia, dengan perkataan lain analat dielektrolisa, sehingga terjadi logam sebagai endapan. Cara ini biasa disebut dengan elektrogravimetri.

Salah satu masalah yang paling sulit dihadapi oleh para analis adalah menggunakan endapan sebagai cara pemisahan dan penentuan gravimetrik adalah memperoleh endapan tersebut dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Zat-zat yang normalnya mudah larut dapat diturunkan selama pengendapan zat yang diinginkan dengan suatu proses yang disebut kopresipitasi. Misalnya, bila asam sulfat ditambahkan pada barium klorida yang mengandung sejumlah kecil ion nitrat, endapan barium sulfat yang diperoleh mengandung barium nitrat. Maka dikatakan bahwa nitrat tersebut terkorosipitasi dengan sulfat.

Kontresipitasi merupakan suatu fenomena yang ahli-ahli kimia analitik biasanya coba hindari.kopresipitasi telah digunakan secara luas untuk mengisolasi runut isotop-isotop radio aktif

2. Metode Evolusi

Metode evolusi didasarkan atas penguapan komponen zat uji dengan cara pemanasan. Berarti komponen yang menguap adalah perbedaan dari berat penimbangan zat uji sebelum dan sesudah penguapan.

            Cara yang sederhana ini sering digunakan untuk penetapan kadar air dari zat uji dengan pemanasan pada 105° C sampai 110° C, dan penetapan CO₂ dengan pemijaran pada suhu yang lebih tinggi.

            Misalnya, susut pengeringan natrium klorida ditetapkan dengan mengeringkan sejumlah zat uji dalam oven pada 105° C hingga diperoleh bobot tetap. Kadar abu suatu simplisia ditetapkan dengan meng abukan zat uji dalam tanur listrik (mufflefurnance) hingga bobot tetap.

            Dengan metode evolusi juga dimungkinkan untuk menyerap komponen yang menguap (H₂O atau CO₂) menggunakan penyerap yang cocok. Berat dari komponen yang mnguap adalah pertambahan berat dari penyera

3. Metode Penyaringan

Dengan cara ini komponen zat uji disaring dengan pelarut spesifik. Sari yang diperoleh kemudian diuapkan hingga bobot tetap. Cara ini cocok apabila teknik isolasi sederhana, konsentrasi zat aktif cukup tinggi dan zat aktif yang diperoleh harus murni atau mdah dimurnikan. Contoh penetapan dengan cara ini antara lain penetapan alkaloid atau zat aktif dari sediaan  farmasi preparat galenik, misalnya penetapan kadar Colchicine, Luminal, Natrium.

4. Metode Elektrogravimetri

Metoda ini didasarkan atas pelapisan zat pada sebuah elektroda melalui proses elektrolisa. Berat lapisan yang merupakan komponen zat uji yang ditetapkan adalah selisih dari penimbangan elektroda (kering) sebelum dan setelah elektrolisa.

3.  Analisa Gravimetri

Analisis gravimetri adalah proses isolasi dan pengukuran berat suatu unsur atau senyawa tertentu. Bagian terbesar dari penentuan secara analisis gravimetri meliputi transformasi.unsure atau radikal senyawa murni stabil yang dapat segera diubah menjadi bentuk yang dapat ditimbang dengan teliti.

Analisis gravimetri dapat berlangsung dengan baik, jika persyaratan berikut dapat terpenuhi:

1.      Komponen yang ditentukan harus dapat mengendap secara sempurna (sisa analit yang tertinggal dalam larutan harus cukup kecil, sehingga dapat diabaikan), endapan yang dihasilkan stabil dan sukar larut.

2. Endapan yang terbentuk harus dapat dipisahkan dengan mudah dari larutan (dengan penyaringan).

3.   Endapan yang ditimbang harus mempunyai susunan stoikiometrik tertentu (dapat diubah menjadi system senyawa tertentu) dan harus bersifat murni atau dapat dimurnikan lebih lanjut.

Dalam analisis gravimetri meliputi beberapa tahap sebagai berikut ;

3        Pelarutan sampel (untuk sampel padat).

4        Pembentukan endapan dengan menambahkan pereaksi pengendap secara berlebih agar semua unsur/senyawa diendapkan oleh pereaksi. Pengendapan dilakukan pada suhu tertentu dan pH tertentu yang merupakan kondisi optimum reaksi pengendapan. Tahap ini merupakan tahap paling penting.

5        Penyaringan endapan.

6        Pencucian endapan, dengan cara menyiram endapan di dalam penyaring dengan larutan tertentu.

7        Pengeringan endapan sampai mencapai berat konstan.

8        Penimbangan endapan.

Beberapa proses yang dapat mengakibatkan pengotoran endapan pada analisis gravimetri antara lain : kopresipitasi (larutan padat, absorpsi, oklusi) dan pos presipitasi.

1.      Kopresipitasi

Dalam arti luas, kopresipitasi adalah ikut mengendapnya dua atau lebih zat pada waktu yang sama.

Hasilnya penambahan larutan perak nitrat ke dalam larutan yang mengandung natrium klorida dan natrium bromida akan menghasilkan endapan AgCl dan AgBr.

Dalam kimia analisis khusunya dalam menyatakan pengotoran suatu endapan, istilah kopresipitasi biasanya digunakan dalam arti yang lebih khusus. Dalam hal ini, diartikan sebagai ikut mengendapnya satu atau lebih zat asing bersama endapan dari komponen zat uji. Padahal zat asing tersebut yang digunakan. Misalnya kalsium sebagian ikut mengendap pada pengendapan besi (III) sebagai hidroksida dengan menetralkan larutan asam hingga pH 4 sampai 5. Pada kondisi yang sama, tanpa besi, kalsium tidak akan mengendap.

2.      Larutan Padat

Dua zat padat larut satu sama lain membentuk larutan padat. Keduanya dapat membentuk kristal campuran dimana zat yang satu berada dalam kisi kristal yang lain. Hal ini biasanya terjadi bila kedua zat tersebut isomorf.

Misalnya ion kromat dan sulfat mempunyai struktur, ukuran, muatan dan konfigurasi elektronik yang serupa, sehingga endapan barium sulfat akan berwarna kuning apabila diendapkan dari larutan yang juga mengandung kromat.

3.      Adsorpsi

Pada permukaan dari partikel endapan, terdapat gugusan aktif yang dapat menarik dan mengikat zat yang sebenarnya tidak dapat mengendap. Tentu saja pengotoran ini bertambah. Oleh karena itu endapan kristal kasar pada analisis gravimetri lebih disukai daripada krisal halus.

Meskipun pengotoran ini mudah dihilangkan dengan pencucian, namun pada endapan yang gelatinous dimana pengotoran ini sering terjadi, pencucian ini jarang berhasil.

4.      Oklusi

Ikut mengendapnya kotoran  yang terperangkap di bagian dalam dari partikel endapan disebut oklusi. Proses ini termasuk juga (dalam arti luas) pembentukan dari larutan padat seperti diuraikan di atas. Akan tetapi istilah ini lebih khusus digunakan untuk oklusi mekanik, termasuk terperangkapnya cairan induk dan ion pada pertumbuhan endapan gelatinous dan pengotoran ini tidak mungkin dihilangkan sama sekali dengan proses pencucian.

5.      Pospresipitasi

Pada pospresipitasi, endapan semula dikotori oleh endapan zat lain yang terbentuk kemudian. Pengotoran ini terjadi karena kontaminasi merupakan larutan lewat jenuh larutan magnesium oksalat yang lewat jenuh masih dapat dipertahankan untuk tidak mengendap dalam jangka waktu tertentu.

Langkah-langkah dalam proses analisis gravimetri

1.       Penyiapan Larutan

Tahap penyiapan larutan berhubungan dengan sifat kelarutan suatu zat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan

1.      Suhu

2.      Sifat pelarut

3.      Ion Sejenis

4.      Aktivitas Ion

5.      PH

6.      Hidrolisis

7.      Hidroksida logam

8.      Pembentukan senyawa Kompleks

2.      Pengendapan

Tahap pengendapan berlaku hokum Van Weimarn

Kecepatan pengendapan = Q-S

Kecepatan pengendapan besar→ endapan yang diperoleh halus

Kecepatan pengendapatan kecil→endapan yang diperoleh besar

Saat pengendapan yang diharapkan bentuk Kristal besar atau kecepatan pengendapatan harus kecil supaya Kristal tidak lolos melalui kertas saring atau nilai Q harus rendah dan S harus besar.

Kristal yang besar dapat terjadi bila dilakukan

1.       Pengendapan dilakukan dalam konsentrasi yang rendah/encer

2.     Penambahan pereaksi perlahan-lahan dan pengadukan yang lambat
Z

    Dimana WA = bobot analit
                  WS = Bobot sampel

3.  Perhitungan Gravimetri

        % A = berat hasil pengeringan / berat sampel x FG x 100%

Perhitungan gravimetri merupakan perluasan dari perhitungan stokiometri. Dalam prosedur gravimetri, suatu endapan ditimbang darinya nilai analit dalam sampel dihitung. Maka persentase analit A adalah :

FG (Faktor Gravimetri) = Ar atau Mr yang dicari / Mr endapan yang ditimbang. Pada umumnya, dua hal yang harus diperhatikan dalam merumuskan suatu faktor gravimetri. Pertama, bobot molekul (atau bobot atom) analit berada pada pembilang, bobot zat yang ditimbang pada pembagi. Kedua, banyaknya molekul atau atom yang muncul dalam pembilang dan pembagi haruslah ekuivalen secara kimia (Taufik, 2009).

BAB III
PENUTUP

A. KESIMPULAN
Dengan memperhatikan materi-materi yang telah dipaparkan bisa diambil beberapa kesimpulan :
Analisis gravimetric merupakan salah satu bentuk analisis kuantitatif yang dilakukan dengan proses penimbangan.
Dalam analisis Gravimetri terdapat tiga metode yang digunakan yaitu : metode pengendapan, metode penguapan, dan metode elektrolisis
Untuk metode pengandapan prinsip kerjanya yaitu senyawa yang akan dianalisis diendapkan dengan menambahkan pereaksi yang sesuai dan selanjutnya dipisahkan endapannya dengan cara ditapis.
Untuk metode Penguapan prinsipnya yaitu zat yang mudah menguap diadsorpsi dengan adsorben yang sesuai, dimana sebelumnya bisa ditambahkan pereaksi untuk membuat suatu zat menjadi lebih mudah menguap atau lebih sulit menguap.
Untuk metode Elektrolisis prinsipnya senyawa ion yang akan diendapkan dipisahkan secara elektrolisis pada elektrode-elektrode yang sesuai. Sehingga jika elektrolisisnya cermat dapat terhindar dari peristiwa kopresipitasi dan post-presipitasi.

B. SARAN
Makalah ini sifatnya hanya membantu memudahkan nagi pembaca untuk memahami teknik analisis gravimetric yang tentunya sangat terbatas baik contoh maupun penjelasannya, olehnya kami harapkan bagi para pembaca bisa menambah dari referensi lain.

DAFTAR PUSTAKA

Fatimah, Syamsul., Rahmiati., Yoskasih. 2009. “Verifikasi Metoda Gravimetri untuk Penentukan Thorium”. Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir – BATAN. Vol.13. No. 03.

Khopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press. Jakarta.