Permanganometri Lengkap

ABSTRAK

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. Tujuan dari percobaan Penentuan Fe dengan Cara Permanganometri adalah untuk menentukan kadar besi (Fe) yang terdapat dalam sampel. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sampel yang mengandung Fe, yaitu FeCl₃ 0,5 N, kalium permanganat (KMnO₄) 0,3 N, asam oksalat (H₂C₂O₄) 0,3 N, asam sulfat (H₂SO₄) 1 N, asam fosfat (H₃PO₄) 85% dan aquades (H₂O). Sedangkan alat yang digunakan yaitu, buret, corong, statif, erlenmeyer, termometer, gelas ukur, pipet tetes, bunsen, kaki tiga, kasa penangas air, dan beaker glass. Prosedur percobaan ini adalah penyiapan larutan kalium permanganat 0,3 N kemudian standarisasi kalium permaganat dengan cara mentitrasi larutan tersebut menggunakan asam sulfat 1 N dan menentukan kadar besi dengan cara mentitrasi sampel menggunakan larutan kalium permanganat. Dari percobaan ini menunjukan bahwa Standarisasi larutan KMnO₄ memiliki konsentrasi teori sebesar 0,3 N sedangkan konsentrasi praktek sebesar 0,344 N dengan % ralat sebesar 14,6 % dan kadar besi (Fe) yaitu FeCl₃ memiliki kadar teori sebesar 0,5 N sedangkan kadar praktek 0,2055 N dengan % ralat Fe sebesar 58,9 %.

Kata kunci: kalium permanganat, oksidasi, reduksi, standarisasi, titrasi

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang Percobaan

Permanganometri merupakan salah satu reaksi titrasi redoks yang digunakan sebagai penentuan kadar suatu bahan yang dalam percobaan ini dipakai untuk penentuan kadar Fe³⁺ dalam larutan FeCl₃ yang memanfaatkan sifat reaksi oksidasi-reduksi.Disini MnO₄^- bertindak sebagai oksidator yang akan berubah menjadi Mn⁺ dalam suasana asam.Kalium Permangat adalah oksidator yang paling baik untuk menentukan kadar besi yang terdapat dalam sampel yang berlangsung dalam suasana asam dengan menggunakan asam sulfat.

Kalium permanganat merupakan oksidator kuat yang dapat bereaksi dengan cara yang berbeda-beda, tergantung dari pH larutannya. Kekuatan sebagai oksidator juga berbeda-beda sesuai dengan reaksi yang terjadi pada pH yang berbeda pula.Reaksi yang bermacam-macam ini disebabkan oleh valensi mangan yang beragam.

Dikenal bermacam-macam titrasi redoks, yaitu Permanganometri, Dikromatometri, Serimetri, Iodo-iodimetri, dan Bromatometri. Dalam makalah ini, akan dibahas mengenai titrasi redoks Permanganometri, yaitu standarisasi dan penerapannya dalam penentuan besi di dalam bijih-bijih besi.

1.2    Tujuan Percobaan

Mengetahui kadar KMnO₄ dengan cara mentitrasi oksalat oleh Kalium Permanganat, mengetahui kadar Fe dengan KMnO₄ yang telah didapat konsentrasinya dengan standarisasi KMnO_4, Mengetahui fungsi pemanasan 70-80 ^oC.

1.3    Rumusan Masalah

Adapun masalah yang dirumuskan dalam makalah ini yaitu bagaimana cara menentukan kadar Fe dalam sampel FeCl₃ dengan cara titrasi permanganometri dengan menggunakan larutan KMnO₄ yang merupakan oksidator kuat.

1.4    Manfaat Percobaan

Manfaat percobaan permanganometri adalah untuk mengetahui jumlah kadar suatu bahan yang masih bisa dioksidasi oleh KMnO₄ contohnya besi. Percobaan

ini dapat dimanfaatkan untuk menindentifikasi kadar suatu bahan misalnya Fe dalam suatu larutan misalnya dalam pengolahan air, dengan percobaan ini bisa diketahui kadarnya dan dipisahkan untuk keperluan industri lainnya

1.5    Ruang Lingkup Percobaan

Percobaan Penentuan Kadar Fe dengan Cara Permanganometri dilakukan di laboratorium Kimia Analisa, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, dengan keadaan ruangan:

                                        Tekanan udara            : 760 mmHg

                                        Temperatur ruangan    : 30 ^oC         

Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sampel yang mengandung Fe (dalam percobaan ini digunakan FeCl₃), kalium permanganat (KMnO₄) 0,3 N, asam oksalat (H₂C₂O₄) 0,3 N, asam sulfat (H₂SO₄) 1 N, asam fosfat (H₃PO₄) 85% dan Aquades (H₂O). Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah buret, corong, statif, klem, erlenmeyer, termometer, gelas ukur, pipet tetes, bunsen, kaki tiga, kasa penangas air, dan beaker glass.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1     Pengertian Permanganometri

Salah satu cara pemeriksaan kimia disebut titrimetri, yakni pemeriksaan jumlah zat yang didasarkan pada pengukuran volume larutan preaksi yang dibutuhkan untuk bereaksi secara stoikiometri dengan zat yang ditentukan. Pemeriksaan titrimetri ini sangat luas pemakaianya hal ini disebabkan karena beberapa alasan. Pada satu segi,cara ini menguntungkan karena pelaksanaanya mudah dan cepat,ketelitian dan ketepatanya cukup tinggi. Pada segi lain, cara ini menguntungkan karena dapat diguanakan untuk menentukan kadar berbagai zat yang mempunyai sifat yang berbeda-beda. Pada dasarnya cara titrimetri ini tediri dari pengukuran volume larutan preaksi yang dibutuhkan untuk bereaksi secara stokiometri dengan zat yang akan ditentukan. Larutan pereaksi ini biasanya diketahui kepekatanya dengan pasti, dan disebut pentiter atau larutan baku. Sedangkan proses penambahan pentiter kedalam larutan zat yang akan ditentukan disebut titrasi. Dalam proses itu bagian demi bagian pentiter ditambahkan kedalam larutan zat yang akan ditentukan dengan bantuan alat yang disebut buret sampai tercapai titik kesetaraan. Titik kesetaraan adalah titik pada saat pereaksi dan zat yang ditentukan bereaksi sempurna secara stokiometri. Titrasi harus dihentikan pada atau dekat titik kesetaraan ini. Jumlah volume pentiter yang terpakai untuk mencapai titik kesetaraan ini disebut volume kesetaraan. Dengan mengetahui volume kesetaraan, kadar pentiter dan faktor stokiometri, maka jumlah zat yang ditentukan dapat dihitung dengan mudah ( Rosidi,2010).

 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 (Underwood, 1999).

Kalium permanganat digunakan secara luas sebagai pereaksi yang mudah diperoleh, tidak mahal, dan tidak memerlukan suatu indikator kecuali kalau digunakan larutan larutan yang sangat encer. Satu tetes 0,1 N KMnO₄ memberikan suatu warna merah muda yang jelas kepada volume larutan yang biasanya digunakan dalam suatu titrasi. Warna ini digunakan untuk menunjukkan kelebihan preaksi ( Rosidi,2010).

2.2     Kalium Permanganat(KMnO₄)

Kalium Permanganat (KMnO₄) telah banyak digunakan sebagai agen     pengoksidasi selama lebih dari 100 tahun.  Reagen ini dapat diperoleh dengan mudah, tidak mahal, dan tidak membutuhkan indikator terkecuali untuk larutan yang amat encer.  Satu tetes permanganat 0,1 N memberikan warna merah muda yang jelas pada volume dari larutan yang biasa dipergunakan dalam sebuah titrasi.  Warna ini dipergunakan untuk mengindikasikan kelebihan reagen tersebut.  Permanganat mengalami beragam reaksi kimia, karena Mangan(Mn) dapat dalam kondisi +2, +3, +4, +6, +7.

Reaksi yang paling umum ditemukan dalam laboratorium adalah reaksi yang terjadi dalam larutan-larutan yang bersifat asam 0,1 N atau lebih besar :

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

Permanganat bereaksi secara cepat dengan banyak agen pereduksi berdasarkan reaksi ini, namun beberapa substansi membutuhkan pemanasan atau penggunaan sebuah katalis untuk mempercepat reaksi.  Permanganat adalah agen unsur pengoksidasi yang cukup kuat untuk mengoksidasi Mn (II) menjadi MnO₂ sesuai dengan persamaan:

3Mn²⁺ + 2MnO₄^- + 2H₂O → 5 MnO_2(s) + 4H⁺

Sedikit kelebihn permanganat yang ada pada titik akhir suatu titrasi telah cukup untuk menimbulkan pengendapan MnO₂. Untung bahwa reaksi ini lambat, sehingga biasanya MnO₂ tidak diendapkan pada titik akhir titrasi permanganat.

Dalam mempersiapkan larutan permanganat harus dilakukan tindakan pencegahan khusus. Mangan dioksida mengatalis penguraian larutan permanganate. Runutan MnO₂ yang ada pada awalnya dalam permanganat, atau terbentuk oleh reaksi permanganat dengan runutan zat pereduksi dalam air, menimbulkan penguraian. Biasanya dianjurkan untuk melarutkan Kristal, kemudian pemanasan untuk memusnahkan zat pereduksi, dan penyaringan lewat asbes atau kaca masir (filter yang tak mereduksi) untuk menyingkirkan MnO₂. Larutan itu kemudian distandarkan, dan jika disimpan dalam gelap dan tak-diasamkan, konsentrasinya tidak akan berubah dengan nyata dalam kurun waktu beberapa bulan.

Larutan asam dari permanganat tidak stabil karena asam permanganat terurai menurut persamaan:

4MnO₄^- + 4H^-                  4MnO_2(s) + 3O_2(g) + 2H₂O

Reaksi ini lambat dalam larutan encer pada temperatur kamar. Namun, orang tak pernah boleh menambahkan permanganat berlebih kepada suatu zat pereduksi dan kemudian menaikkan temperatur untuk mempercepat oksidasi, karena reaksi tersebut di atas akan berlangsung pada laju yang cukup nyata (Underwood, 1999).

2.3     Prinsip Titrasi Permanganometri

Titrasi Permanganometri didasarkan pada reaksi oksidasi dan reduksi. Reaksi kimia yang melibatkan oksidasi-reduksi digunakan secara meluas dalam analisi titrimetri.Misalnya, besi dalam keadaan oksidasi +2 dapat dititrasi dengan suatu larutan standar serium(IV)sulfat:

Fe²⁺ + Ce⁴⁺   =>       Fe³⁺ + Ce³⁺

Suatu zat pengoksidasi lain yang digunakan secara meluas sebagai suatu titran adalah kalium permanganat, KmnO₄.Reaksinya dengan besi(II) dalam larutan asam adalah:

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺  =>   5Fe³⁺ + Mn²⁺ 4H₂O

          (Underwood, 1999).

Titrasi adalah suatu prosedur analisis asam-basa suatu larutan yang belum diketahui konsentrasinya. Dalam titrasi suatu larutan asam yang belum diketahui konsentrasinya, sejumlah volume tertentu asam dimasukkan ke dalam suatu labu erlenmeyer. Kemudian, suatu titra, berupa basa, yang telah diketahui konsentrasinya ditambahkan hingga dicapai titik ekuivalen. Pencapaian titik ekuivalen (saat mol ion H⁺ = mol ion OH^-) pada saat reaksi berlangsung dapat diketahui dengan indikator (Sentot,2008).

2.4     Standarisasi

Standar-standar primer untuk permanganat, yaitu :

2.4.1  Natrium Oksalat

Senyawa ini, Na₂C₂O₄ merupakan standar primer yang baik untukpermanganat dalam larutan asam. Senyawa ini dapat diperoleh dengan tingkat kemurnian tinggi, stabil pada saat pengeringan, dan non higroskopis. Reaksinya dengan permanganate agak sedikit rumit dan berjalan lambat pada suhu ruangan, sehingga larutan biasanya dipanaskan sampai sekitar 60 °C. Bahkan pada suhu yang lebih tinggi reaksinya mulai dengan lambat, namun kecepatannya eningkat ketika ion mangan (II) terbentuk. Mangan (II) bertindak sebagai katalis, dan reaksinya disebut autokatalitik, karena katalisnya diproduksi di dalam reaksi itu sendiri. Ion tersebut dapat memberikan efek katalitiknya dengan cara bereaksi dengan cepat dengan permanganat untuk membentuk mangan berkondisi oksidasi menengah (+3 atau +4), di mana pada gilirannya secara cepat mengoksidasi ion oksalat, kembali ke kondisi divalent.Persamaan untuk reaksi antara oksalat dan permanganat adalah

5C₂O₄^2- + 2MnO₄^- + 16H⁺     =>        2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Hal ini digunakan untuk analisis Fe (II), H₂C₂O₄, Ca dan banyak senyawa lain.

2.4.2   Besi

Kawat besi dengan tingkat kemurnian yang tinggi dapat dijadikan sebagai standar primer. Unsur ini larut dalam asam klorida encer, dan semua besi (III) yang diproduksi selama proses pelarutan direduksi menjadi besi (II). Oksidasi dari ion klorida oleh permanganat berjalan lambat pada suhu ruangan. Namun demikian, dengan kehadiran besi, oksidasi akan berjalan lebih cepat. Meskipun besi (II) adalah agen pereduksi yang lebih kuat daripada ion klorida, ion yang belakangan disebut ini teroksidasi secara bersamaan dengan besi. Kesulitan semacam ini tidak ditemukan dalam oksidasi dari As₂O₃ ataupun Na₂C₂O₄ dalam larutan asam klorida. Sebuah larutan dari mangan (II) sulfat, asam sulfat dan asam fosfat, disebut larutan “pencegah”, atau larutan Zimmermann-Reinhardt, dapat ditambahkan ke dalam larutan asam klorida dari besi sebelum dititrasi dengan permanganat. Asam fosfat menurunkan konsentrasi dari ion besi (III) dengan membentuk sebuah kompleks, membantu memaksa reaksi berjalan sampai selesai, dan juga menghilangkan warna kuning yang ditunjukkan oleh besi (III) dalam media klorida. Kompleks fosfat ini tidak berwarna, dan titik akhirnya lebih jelas.

2.4.3   Arsen (III) Oksida

Senyawa As₂O₃ adalah standar primer yang sangat baik untuk larutan-larutan permanganat. Senyawa ini stabil, nonhigroskopik, dan tersedia dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Oksida ini dilarutkan dalam Natrium hidroksida, dan larutan kemudian diasamkan dengan asam klorida dan dititrasi dengan permanganat (Underwood, 1999).

2.5         Aplikasi Permanganometri

2.5.1 Penentuan Kadar Nitrit

Penentuan kadar nitrit dalam suatu sample dapat ditentukan melalui titrasi redoks menggunakan larutan baku kalium permanganat. Penitrasian ini dilakukan dengan cara yang sedikit berbeda dengan standarisasi larutan kalium permanganat. Perbedaannya pada standarisasi larutan kalium permanganat, KMnO₄ yang digunakan sebagai titran. Sedangkan pada penentuan kadar nitrit, NaNO₃ yang digunakan sebagai titran.Penambahan H₂SO₄ dilakukan karena H₂SO₄ ini berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat laju reaksi dalam keadaan asam. Serta bertujuan untuk mmperkecil besarnya energi aktifasi yang timbul dan juga agar tidak menghasilkan reaksi samping. Reaksi yang terjadi :

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e  =>     Mn²⁺ + 4H₂O

Titik akhir titrasi ditandai dengan tepat hilangnya warna ungu pada larutan. Dengan kata lain, titik akhir titrasi (titik ekivalen) ditandai dengan terjadinya perubahan warna pada larutan dari ungu menjadi bening. Perubahan warna ini terjadi karena titik ekivalen dicapai. Titik ekivalen terjadi karena mol titran sama dengan mol titrat. Selama titrasi berlangsung KMnO₄ lenyap bereaksi. Tetapi, setelah titrat habis KMnO₄ ini warnanya memudar hingga lenyap akibat reaksi MnO₄^- dengan Mn²⁺ hasil titrasi. Reaksi yang terjadi selama proses titrasi adalah sebagai berikut :

5NO₂^- + 2MnO₄^- + 6H⁺ => 2Mn²⁺ + 3H₂O + 5NO₃^-

Volume rata-rata natrium nitrit yang digunakan untuk titrasi adalah 1,85 ml. Dari hasil perhitungan didapatkan kadar nitrit yaitu 5,17 %. Pada percobaan ini, tidak menggunakan indikator karena larutan KMnO₄ dapat dipakai untuk indikator penentuan titik akhir titrasi. KMnO₄ tidak memiliki range pH, tetapi hanya bekerja sebagai indikator pada umumnya.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1     Pembahasan Percobaan

Permanganometri merupakan suatu metode titrasi yang berdasarkan reksi oksidasi reduksi. Dalam percobaan yang dilakukan digunakan konsentrasi KMnO₄ yaitu 0,3 N. Sedangkan yang didapatkan pada standarisasi KMnO₄ adalah 0,0344 N dengan persen ralat 14,6 %.

Reaksinya:

2KMnO₄  +  5H₂C₂O₄  + 3H₂SO₄  →  2MnSO₄ + 10CO₂ + 8H₂O

Reaksi reduksi-oksidasi tersebut berjalan lambat, oleh karena itu, titrasi dilakukan dalam keadaan panas pada suhu 70-80 ^oC karena suhu tersebut adalah suhu optimum KMnO₄ untuk mengoksidasi asam oksalat. Pada penentuan kadar Fe bahan yang digunakan adalah FeCl₃ oleh karena itu digunakan asam fosfat sebagai larutan pencegah.Suatu larutan mangan(II)sulfat,asam sulfat,dan asam fosfat, yang disebut larutan “pencegah” atau larutan Zimmermann-Reinhardt, dapat ditambahkan dalam larutan asam klorida dari besi sebelum titrasi dengan permanganate. Asam fosfat menurunkan konsentrasi ion besi(III) dengan pembentukan kompleks, sehingga membantu untuk memaksa agar reaksi berjalan lengkap, dan menghilangkan warna kuning yang diperagakan besi(III) dalam media klorida. Kompleks fosfat tidak berwarna dan titik akhir akan menjadi lebih jelas (Underwood,1999). Didapat konsentrasi Fe sebesar 0,2055 N dalam sampel FeCl₃ dari percobaan dengan konsentrasi teori 0,5 N, dan persen ralat adalah 58,9 % dari larutan sampel. Pada percobaan didapat konsentrasi kalium permanganometri adalah 0,344 N sedangkan pada teori adalah 0,3 N dan persen ralat adalah 14,6 %.

Reaksinya:

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺ → 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

Besarnya persen ralat yang didapat, dapat disebabkan oleh banyak hal. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya keadaan seperti ini adalah:

1.    Percobaan dilakukan dalam waktu yang lama antara masing- masing run, larutan KMnO₄ pada buret akan teroksidasi menjadi MnO₂ karena terkena cahaya

2.    Kurang telatennya praktikan dalam memakai alat serta menyuci alat setelah dipakai dan ingin digunakan lagi

3.    Pembacaan buret tidak teliti oleh praktikan dan keran buret yang kurang     lancar sehingga bisa melewati titik akhir titrasi memungkinkan terjadinya kesalahan dalam penentuan volume KMnO₄­

4.    Pemberian KMnO₄ yang terlalu cepat pada larutan H₂C₂O₄ yang telah ditambahkan H₂SO₄ dan telah dipanaskan cenderung menyebabkan reaksi antara MnO₄^- dengan Mn²⁺.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1         Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan maka dapatditarik kesimpulan yaitu :

1.    Permanganometri adalah merupakan metode titrasi yang berdasarkan reaksi oksidasi reduksi.

2.    Dalam suasana asam titrasi permanganometri berjalan dengan keadaan lambat akibat dari asam sulfat yang tidak bereaksi dengan kalium permanganat dalam keadaan encer.

3.    Fungsi pemanasan 70 – 80 °C adalah karena suhu tersebut merupakan suhu optimum KMnO₄ untuk mengoksidasi H₂C₂O₄ (asam oksalat). Jika dibawah 70 – 80 °C maka reaksi akan berjalan lambat dan akan mengubah MnO₄^- menjadi Mn²⁺ yang berupa endapan cokelat sehingga TAT susah untuk dilihat. Sedangkan jika di atas 70 – 80 °C maka akan merusak asam oksalat, mengubah asam oksalat (H₂C₂O₄) menjadi CO₂ dan H₂O sehingga hasil akhir akan lebih sedikit.(Underwood,1999)

4.    Konsentrasi KMnO₄ dalam penghitungan teori yaitu 0,3 N.

5.    Konsentrasi praktek Fe yang terkandung dalam sampel adalah sebesar 0,2055 N, dan konsentrasi teori dari sampel FeCl₃ adalah sebesar 0,5 N. Persen ralat yang diperoleh adalah 58,9 %.

6.    Larutan KMnO₄ distandarisasi dengan asam oksalat dan asam sulfat pada suhu 70 – 80 ^oC, sehinggga diperoleh konsentrasi praktek KMnO₄ adalah sebesar 0,344 N dan persen ralat sebesar 14,6 %.

4.2         Saran

Adapun saran yang dapat saya berikan yaitu :

1.    Disarankan untuk mengganti larutan H₂C₂O₄ dengan larutan yang lain agar diketahui perbandingan, misalnya HCl.

2.    Untuk menghindari terkontaminasinya larutan KMnO₄ diusahakan agar percobaan lebih cepat dilaksanakan dan larutan KMnO₄ selalu tertupi agar terhindar dari cahaya

3.    Disarankan untuk mengganti larutan H₂SO₄ dengan larutan asam lainnya agar lebih banyak perbandingan yang diperoleh, misalnya HCl.

4.    Sebaiknya para praktikan lebih teliti dalam membaca buret agar tidak ada kesalahan dalam mengambil data

5.    Sebaiknya tidak terlalu banyak memasukan KMnO_4, masukan seperlunya saja kedalam buret agar tidak terlalu lama KMnO₄ didalam buret dan bereaksi dengan cahaya

6.    Sebaiknya larutan FeCl₃ didiamkan sebentar setelah dipanaskan dan jangan langsung dititrasi karena akan mengakibatkan titrasi KMnO₄ gagal.

7.    Sebaiknya larutan KmnO₄ disimpan dalam botol yang tidak transparan(bewarna gelap) karena akan terjadi reaksi oksidasi KMnO₄ menjadi MnO₂.

DAFTAR PUSTAKA

Budi Rahardjo, Sentot.2008.Kimia Berbasis Eksperimen 2. Solo:Platinum

Tarigan, Rosidi.2010.Analisa Kalsium Oksida (CaO) Pada Berbagai Jenis Pakan

          Ayam Secara Titrasi Permanganometri di Baristand Industri Medan. Medan

Underwood. 1999.  Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta:Erlangga