LAPORAN TERBAIKPRAKTIKUM KIMIA ANALITIK

Pemisahan dan Penentuan Kadar Ion Cu2+ dan Ion Zn2+ dalam Larutan Campuran Kupri dan Seng Sulfat Secara ElektrogravimetriDisusun Oleh:KELOMPOK VIIIPutri Intan Pratiwi24030112130068Dea Paramita Alvionita24030112140064Nabila Yaman 24030112140067Evan24030112130107Sri Rahayu24030112140137Rinaldy Christian24030112130131Tiara Agni Irawati24030112130111Ahmad Najihullah24030112140114

AsistenPuji Rahayu24030110110027Mei Viantikasari24030110130055

Jurusan KimiaFakultas Sains dan MatematikaUniversitas DiponegoroSemarang2013ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan yang berjudul pemisahan dan penentuan kadar ion Cu2+ dan ion Zn2+ dalam larutan campuran kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri bertujuan untuk memisahkan dan menentukan kadar ion Cu2+ dan Zn2+ dalam larutan kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri. Prinsip percobaan ini adalah pengendapan suatu kation melalui reaksi redoks pada sistem elektrolisis. Metode yang digunakan adalah metode elektrogravimetri. Kation-kation diendapkan pada katoda dengan nilai tegangan sistem yang disesuiakan dengan logam yang akan diendapkan. Elektroda yang digunakan adalah karbon. Elektrolisis ion Cu2+ dilakukan selama 45 menit dengan voltase 1,8 V dan arus yang terbaca sebesar 0,02A, sedangkan ion Zn2+ dilakukan selama 45 menit dengan voltase 2,7 V dan arus yang terukur sebesar 0,04A. Logam Cu yang terendapkan dalam percobaan ini berwarna kuning pucat seberat 0,09 dengan rendemen 529,4%. Sedangkan logam Zn yang terendapkan berwarna merah tua seberat 0,01 gram dengan rendemennya 27,39 %.

Kata kunci : elektrolisis, elektrogravimetri, Cu2+, Zn2+

PERCOBAAN VIIPEMISAHAN DAN PENENTUAN KADAR ION Cu2+ DAN ION Zn2+DALAM LARUTAN CAMPURAN KUPRI DAN SENG SULFAT SECARAELEKTROGRAVIMETRI

I. TUJUAN PERCOBAAN1.1 Memisahkan ion Cu2+ dan Zn2+ dalam larutan kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri1.2 Menentukan kadar ion Cu2+ dan Zn2+ dalam larutan kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Elektrokimia Elektrokimia adalah bidang yang luas dalam aspek terluarnya mencakup sel bahan bakar, pengubahan energi listrik, dan korosi. Dalam logam baterai, suatu sel galvani, energi listrik diturunkan dari kecenderungan inheren atau dari terjadinya suatu reaksi redoks. Sebaliknya dalam suatu sel elektrokimia, suatu sumber luar dari energi listrik digunakan untuk memaksa reaksi kimia agar berlangsung dengan arah yang berlawanan. Selain itu, aliran luar elektron dalam kawat luar atau perpindahan ion dalam larutan sel terjadi pada jembatan garam. Dalam macam sel-sel apapun, katoda didefinisikan sebagai elektroda dimana terjadi reduksi dan anoda adalah elektroda dimana terjadi oksidasi.KatodaAnoda

Sel galvani+-

Sel elektrolisis-+

(Underwood, 1999)

2.2 Elektrolisis Elektrolisis adalah peristiwa terjadinya perubahan kimia karena mengalirnya arus listrik melalui elektrolit. Penguraian elektrolit terjadi karena atom atau ion melepaskan atau menerima elektron pada elektroda. Elektroda positif disebut anoda, sedangkan elektroda negatif disebut katoda. Ion positif (kation) dalam larutan bergerak menuju katoda, dan terjadi reaksi reduksi. Ion negatif (anoda) menuju katoda dan terjadi oksidasi.Ketentuan pada elektrolisa :a. Pada katoda Ion positif dari logam sebelah kiri H pada deret volta akan tetap berada dalam larutan, jika ada H+ yang berasal dari air akan mengalami reduksi pada katoda menjadi H2, K-Na-Ba-............-Fe-........Hg-Ag-Pt-Au. Kecuali Fe-Ni-Sn-Pb, logam diatas mengendap pada katoda. Ion positif sebelah kanan deret volta akan mengendap pada katoda meskipun ada H+ yang berasal dari H2O.b. Pada anodaIon negatif yang tidak mengandung oksigen, akan dioksidasi pada anoda. (Underwood, 1999)

2.3 Elektrogravimetri Pada umumnya elektrogravimetri melibatkan pelapisan atau pengendapan suatu logam pada katoda yang telah diketahui beratnya, kemudian ditimbang kembali untuk mengetahui kuantitas logam yang melapisinya. (Underwood, 1999)2.4 Hukum Faraday 2.4.1 Hukum Faraday IJumlah zat yang terjadi pada elektroda sebanding dengan jumlah coulumb yang mengalir.dimana,W = massa zat (g)I = kuat arus (A)T = waktu (detik)(Hogness, 1954)2.4.2 Hukum Faraday II Apabila jumlah Coulumb yang mengalir sama maka berat zat yang terjadi pada elektroda berbanding lurus dengan gram ekivalen listrik. Jika i x t, maka W it (ekivalen listrik). Jika hukum I dan II digabung maka

dimana,W = massa zat (g)E = BA/valensii = kuat arus (A)t = waktu (detik)(Hogness, 1954)2.5 Potensial Dekomposisi Memulai suatu elektrolisis harus melampaui ggl balik galvani atau potensial dekomposisi (Ed). Nilai ini dinyatakan dengan persamaan Ed = E anoda E katoda. Nilai ini akan berubah seiring berjalannya elektrolisis, tetapi nilai tersebut dapat dihitung untuk semua kondisi dengan menggunakan persamaan Nerst untuk E0 anoda dan E0 katoda. Suatu tahap kimiawi dengan kinetika yang lambat pada proses elektroda keseluruhan dapat juga menyebabkan potensial elektroda menyimpang dari nilai Nerst. Sebagai contoh, dalam reduksi H+ pada katoda, tahap awal transfer elektron menghasilkan atom hidrogen.H+ + e H Untuk membentuk produk akhir, atom-atom tersebut harus bergabung :2H H2(Underwood, 1999)2.6 Elektroda Elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian atau media non logam dari sebuah sirkuit. Elektroda dalam sel elektrokimia dapat disebut anoda dan katoda tergantung dari tegangan listrik yang diberikan ke sel elektrokimia tersebut. Elektroda dibagi menjadi dua macam, yaitu. Elektroda inert (tidak mudah bereaksi) : Platina (Pt), emas (Au), dan karbon (C). Elektroda tak inert (mudah bereaksi) : zat lainnya selain Pt, Au, dan C. (Faraday, 1834)2.7 IR DropIR drop merupakan drop potensial karena adanya perbedaan resistansi larutan dengan potensial yang dibutuhkan untuk memindahkan ion melalui larutan efek utama dari penurunan valtametri siklis adalah pergeseran potensial puncak, besarnya penurunan arus, peningkatan potensial puncak. (Parsons, 1985)2.8 Deret Volta Deret volta adalah urutan logam-logam berdasarkan kenaikan potensial elektroda standarnya. Pada deret volta unsur logam dengan potensial elektroda lebih negatif ditempatkan di bagian kiri, sedangkan unsur dengan potensial elektroda yang lebih positif ditempatkan di bagian kanan. Reduktor kuat sampai lemah : Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, H2O2, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H+, Sb, Br, Au, Hg, Ag, Pb, Au (Rivai, 1995)

2.9 Analisis Gravimetri Analisis gravimetri adalah suatu cara analisis kuantitatif yang bertujuan untuk menentukan jumlah suatu zat atau komponen zat, dimana analit direaksikan dan hasil reaksi ditimbang untuk menentukan jumlah zat atau komponen zat yang dicari.Analisa gravimetri biasanya berdasarkan reaksi kimia seperti :aA+ rR AaRra adalah molekul analit A, bereaksi dengan satu molekul pereaksi R. Hasil AaRr biasanya merupakan zat dengan kelarutan yang kecil yang dapat ditimbang setelah dikeringkan atau yang dapat dibakar menjadi senyawa lain dengan susunan yang diketahui dan kemudian ditimbang.(Harjadi, 1993)2.9.1 Stoikiometri Gravimetri Dalam prosedur gravimetrik dilakukan penimbangan pada zat yang terendapkan dan nilai analit yang didapat dari sampel kemudian dihitung. Maka persentase analit A adalah : .(Underwood, 1999) 2.10 Sel Elektrolisis

elektroanalizer

negatifkatoda

positif

anoda

( Potter, 1971) Sel elektrolisis disusun secara seri yang berlawanan dengan sumber tegangan luar. Pada sel elektrolisis, tegangan dapat divariasikan melebihi potensial dekomposisi agar arus dapat mengalir. Selain itu, dalam sel ini, sumber energi luar digunakan untuk mendorong terjadinya reaksi kimia dalam arah yang berlawanan dengan reaksi yang berlangsung spontan.(Underwood, 1999)2.11 Tabel nilai potensial reduksi pada 25oC Setengah reaksiEo (V)

Li+(aq) + e- -----> Li(s)-3.05

K+(aq) + e- -----> K(s)-2.93

Ba2+(aq) + 2 e- -----> Ba(s)-2.9

Sr2+(aq) + 2 e- -----> Sr(s)-2.89

Ca2+(aq) + 2 e- -----> Ca(s)-2.87

Na+(aq) + e- -----> Na(s)-2.71

Mg2+(aq) + 2 e- -----> Mg(s)-2.37

Be2+(aq) + 2 e- -----> Be(s)-1.85

Al3+(aq) + 3 e- -----> Al(s)-1.66

Mn2+(aq) + 2 e- -----> Mn(s)-1.18

2 H2O + 2 e- -----> H2(g) + 2 OH-(aq)-0.83

Zn2+(aq) + 2 e- -----> Zn(s)-0.76

Cr3+(aq) + 3 e- -----> Cr(s)-0.74

Fe2+(aq) + 2 e- -----> Fe(s)-0.44

Cd2+(aq) + 2 e- -----> Cd(s)-0.4

PbSO4(s) + 2 e- -----> Pb(s) + SO42-(aq)-0.31

Co2+(aq) + 2 e- -----> Co(s)-0.28

Ni2+(aq) + 2 e- -----> Ni(s)-0.25

Sn2+(aq) + 2 e- -----> Sn(s)-0.14

Pb2+(aq) + 2 e- -----> Pb(s)-0.13

2 H+(aq) + 2 e- -----> H2(g)0

Sn4+(aq) + 2 e- -----> Sn2+(aq)0.13

Cu2+(aq) + e- -----> Cu+(aq)0.13

SO42-(aq) + 4 H+(aq) + 2 e- -----> SO2(g) + 2 H2O0.2

AgCl(s) + e- -----> Ag(s) + Cl-(aq)0.22

Cu2+(aq) + 2 e- -----> Cu(s)0.34

O2(g) + 2 H2 + 4 e- -----> 4 OH-(aq)0.4

I2(s) + 2 e- -----> 2 I-(aq)0.53

MnO4-(aq) + 2 H2O + 3 e- -----> MnO2(s) + 4 OH-(aq)0.59

O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e- -----> H2O2(aq)0.68

Fe3+(aq) + e- -----> Fe2+(aq)0.77

Ag+(aq) + e- -----> Ag(s)0.8

Hg22+(aq) + 2 e- -----> 2 Hg(l)0.85

2 Hg2+(aq) + 2 e- -----> Hg22+(aq)0.92

NO3-(aq) + 4 H+(aq) + 3 e- -----> NO(g) + 2 H2O0.96

Br2(l) + 2 e- -----> 2 Br-(aq)1.07

O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- -----> 2 H2O1.23

MnO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e- -----> Mn2+(aq) + 2 H2O1.23

Cr2O72-(aq) + 14 H+(aq) + 6 e- -----> 2 Cr3+(aq) + 7 H2O1.33

Cl2(g) + 2 e- -----> 2 Cl-(aq)1.36

Au3+(aq) + 3 e- -----> Au(s)1.5

MnO4-(aq) + 8 H+(aq) + 5 e- -----> Mn2+(aq) + 4 H2O1.51

Ce4+(aq) + e- -----> Ce3+(aq)1.61

PbO2(s) + 4 H+(aq) + SO42-(aq) + 2 e- -----> PbSO4(s) + 2 H2O1.7

H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 e- -----> 2 H2O1.77

Co3+(aq) + e- -----> Co2+(aq)1.82

O3(g) + 2 H+(aq) + 2 e- -----> O2(g) + H2O2.07

F2(g) + 2 e- -----> F-(aq)2.87

(Chang, 2005)2.12 Tembaga (Cu) Tembaga adalah logam merah muda, lunak, dapat ditempa dan liat. Titik lebur 10380C. Karena potensial standarnya positif (+0,34 V) untuk pasangan Cu/Cu2+ logam tersebut tak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, sedangkan dengan adanya oksigen dapat sedikit terlarut. Tembaga (II) dalam larutan akan berwarna kebiruan.(Vogel, 1985)2.13 Seng (Zn) Seng (zink) adalah logam putih kebiruan, dapat ditempa, liat pada 110-1500C. Melebur pada 4100C dan mendidih pada 9060C, logamnya yang murni, melarut lambat sekali dalam suasana asam dan alkali. Adanya zat-zat pencemar atau kontak dengan platinum atau tembaga yang dihasilkan oleh beberapa tetes larutan garam dari logam-logam ini akan mempercepat reaksi. (Vogel, 1985)2.14 Pengaruh Arus Pada Potensial Sel Apabila pada suatu sel elektrokimia arus listrik mengalir, potensial sel tidak lagi merupakan selisih potensial elektrodanya. Dua fenomena kelistrikan lagi, menyebabkan harga potensial aplikasi lebih tinggi daripada harga potensial termodinamik untuk berlangsungnya elektrolisis. (Widodo, 2002)

2.15 Kesetimbangan Oksidasi Reduksi Reaksireaksi kimia yang melibatkan oksidasi reduksi lebih sering dipergunakan dalam analisa titrimetrik daripada reaksi asam basa, pembentukan kompleks atau pengendapan. Ionion dari berbagai unsur hadir dalam wujud oksidasi yang berbedabeda, mengakibatkan timbulnya begitu banyak kemungkinan reaksi oksidasi reduksi. Kebanyakan dari reaksireaksi ini layak digunakan dalam analisa titrimetrik dan aplikasinya sangat beranekaragam. (Underwood, 1999)2.16 Potensial AplikasiTegangan galvani yang harus diatasi oleh sumber tegangan luar agarelektrolisis dapat dimulai disebut dengan potensial dekomposisi (Ed). Untuk memulai elektrolisis tegangan yang digunakan harus melampaui potensial dekomposisinya. Nilai ini dinyatakan dengan persamaan Ed = Eanoda - Ekatoda. Sel elektrolisis memberikan sebuah hambatan, R, pada aliran arus tersebut, dan untuk melewati sejumlah arus I. Dapat diketahui dari hukum Ohm, dikatakan bahwa harus melewati Ed sebesar I x R. Persamaannya yaitu :Edigunakan = Eanoda Ekatoda + IR + Wkatoda +Wanoda(Underwood, 1999)2.17 Hukum Ohm Hukum Ohmadalah suatu pernyataan bahwa besararus listrikyang mengalir melalui sebuahpenghantarselalu berbanding lurus denganbeda potensialyang diterapkan kepadanya.Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilairesistansinyatidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya.Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah. Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:V = I x R Iadalaharus listrikyang mengalir pada suatu penghantar dalam satuanAmpere. V adalahtegangan listrikyang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuanvolt. Radalah nilaihambatan listrik(resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuanohm.( Parsons, 1985 )

2.18 Analisa Bahan2.18.1 Asam Sulfat (H2SO4)Sifat fisik : cairan seperti minyak, titik didih 3300C, tittik leleh -470C, berat molekul 98,09 g.mol-1Sifat Kimia: korosif, higroskopis, oksidator (Pringgodigdo, 1990)2.18.2 Natrium Hidroksida (NaOH) pekatSifat fisik : berwarna bening, TD 139,80C, TL 3780CSifat kimia : basa, elektrolit kuat, berdisosiasi sempurna dalam larutan air (Brady, 1994)2.18.3 Aseton (CH3COCH3)Sifat fisik : berat molekul 58,08g.mol-1, berat jenis 0,79kg/K, TL -950C, TD 560C, titik nyala -200C, tekanan uap (200C) 233 hPaSifat kimia : tercampur dengan air dalam segala perbandingan(Budavari, 1989)2.18.4 Seng Sulfat (ZnSO4.10H2O)Sifat fisik : berwarna putih kebiruan, titik lebur 4100C, titik 9060CSifat kimia : termasuk golongan logam yang cukup mudah untuk ditempa dan liat(Vogel, 1985)2.18.5 Kupri Sulfat (CuSO4)Sifat fisik : berat molekul 159,61 g.mol-1Sifat kimia : kristal rombik yang higroskopik, larut dalam air, dapat menyebabkan iritasi kulit (Vogel, 1985)

2.18.6 Karbon (C)Sifat fisik : berbentuk solid, titik sublimasi 3915KSifat kimia : isotop yang stabil, unsur kimia bersimbol C (Basri, 1996)2.18.7 Aquades (H2O)Sifat fisik : cair, tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, TD 1000C, titik beku 00C pada 1 atm.Sifat kimia : elektrolit lemah, terionisasi menjadi H3O+ dan OH-, sebagai bahan pelarut (Basri, 1996)2.18.8 Asam Nitrat (HNO3)Sifat fisik : titik leleh -470C, titik didih 840C, panas pende -komposisi 840C, tidak berwarnaSifat kimia : korosif, oksidator kuat, larut dalam air (Basri, 1996)

III METODE PERCOBAAN3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat Elektroanalizer Elektroda karbon Gelas Bekker Pipet Pengaduk Neraca analitis Sterofoam

3.1.2 Bahan Cuplikan yang mengandung ion Cu2+ dan Zn2+ H2SO4 pekat HNO3 pekat NaOH pekat Akuades Aseton

3.1.3 Skema Alat

Elektroda Karbon

Gelas Beker

pengaduk

neraca analitis

Pipet tetes

Elektroanalizer

Styrofoam

3.2 Skema Kerja3.2.1 Pemisahan dan penentuan kadar ion Cu2+Elektroda

-Pembersihan elektroda dengan kertas ampelas-Pencucian elektroda dengan H2O -Pencucian elektroda dengan aseton-Penimbangan elektroda-Pemasangan elektroda pada larutan cuplikan Cu2+ dan Zn2+Gelas bekker

100 ml cuplikan campuran Cu2+ dan Zn2+Gelas bekker

-Penambahan H2SO4 -Penambahan HNO3 -Pemasangan pada elektroanalizer-Pengelektrolisaan selama 45 menit pada 1,8 V-Penghentian elektrolisis-Pemasukan elektroda dalam aseton-Pengeringan katoda yang terdapat endapan Cu-Penimbangan katoda yang terdapat endapan Cu-Pencatatan berat CuHasil

3.2.2 Pemisahan dan penentuan kadar ion Zn2+Elektroda

-Pembersihan elektroda dengan kertas ampelas-Pencucian elektroda dengan H2O-Pencucian elektroda dengan aseton-Penimbangan elektroda-Pemasangan elektroda pada larutan cuplikan Cu2+ dan Zn2+Gelas bekker

Larutan hasil elektrolisisGelas bekker

-Penambahan NaOH pekat -Pemasangan pada elektroanalizer-Pengelektrolisaan selama 45 menit pada 2,7 V-Penghentian elektrolisis-Pemasukan elektroda dalam aseton-Pengeringan katoda yang terdapat endapan Zn-Penimbangan katoda yang terdapat endapan Zn-Pencatatan berat ZnHasil

IV DATA PENGAMATANIon yang diendapkanArus listrik (Aampere)Waktu elektrolisis (menit)Berat katoda + endapan (gram)Berat logam (gram)

Cu2+0,02 A45 menit4,9 gram0,09 gram

Zn2+0,04 A45 menit4,51 gram0,01 gram

V. HIPOTESAPercobaan pemisahan dan penentuan kadar ion Cu2+ dan ion Zn2+ dalam larutan campuran kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri bertujuan untuk memisahkan dan menentukan kadar ion Cu2+ dan Zn2+ dalam larutan kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri. Prinsip percobaan ini adalah pengendapan suatu kation melalui reaksi redoks pada sistem elektrolisis. Metode yang digunakan adalah elektrogravimetri. Kation-kation diendapkan pada katoda dengan nilai tegangan sistem yang disesuaikan dengan logam yang akan diendapkan. Elektroda yang digunakan adalah karbon. Hasil yang diperoleh yaitu endapan Cu berwarna merah bata dan endapan Zn berwarna abu-abu. Penentuan massa ditentukan dengan rumus : W = =

DAFTAR PUSTAKABasri, 1996, Kamus Kimia, Rineka Cipta, JakartaBrady, James, 1994, Kimia Universitas Asas dan Struktur, Erlangga, JakartaBudaveri, 1993, The Meck Inde, The Meeck Co, New YorkChang, Raymond, 2005, General Chemistry, Mc Graw Hill, New YorkDaintith, 1994, Kamus Lengkap Kimia, Erlangga, JakartaFaraday, M., 1834, On Electrical Decomposition, Philosophical Transaction of The Royal, USA Harjadi, 1993, Ilmu Kimia Analitik Dasar, Gramedia Pustaka Utama, JakartaHogness, 1954, The Lancet, National Academy of Science, New YorkKhopkar, 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, JakartaMulyono, 2005, Kamus Kimia, PT. Genesindo, BandungParsons, R., 1985, Standart Potensials in Aqueous Solution, Marcel Pekler, New YorkPotter, E. C., 1971, Electrochemistry Principles and Application, cleaver Hume Press LTD: London, vol IX: 355-356Pringgodigdo, A.G ,1990, Ensiklopedi Umum, Yayasan Para Buku Franklin, JakartaRivai, Harizzul, 1995, Azaz Pemeriksaann Kimia, UI-Press, JakartaUnderwood, 1999, Kimia Analisis Kuantitatif, Erlangga, JakartaVogel, 1985, Buku teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, PT Kalman Media Pustaka, JakartaWidodo, D., R. Hastuti, Gunawan, 2002, Bahan Ajar Analisis Kuantitatif, Undip, Semarang

VI. PEMBAHASANPercobaan pemisahan dan penentuan kadar ion Cu2+ dan ion Zn2+ dalam larutan campuran kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri bertujuan untuk memisahkan dan menentukan kadar ion Cu2+ dan Zn2+ dalam larutan kupri dan seng sulfat secara elektrogravimetri. Prinsip percobaan ini adalah pengendapan suatu kation melalui reaksi redoks pada sistem elektrolisis. Metode yang digunakan adalah Elektrogravimetri. Elektrogravimetri melibatkan pelapisan atau pengendapan suatu logam pada katoda yang telah diketahui beratnya, kemudian ditimbang kembali untuk mengetaui kuantitas logam yang melapisinya.Elektrogravimetri adalah pemisahan ion logam dalam suatu larutan cuplikan dengan cara mengendapkan ion-ion logam tersebut dengan elektroda yang sesuai dan dalam suasana larutan tertentu tergantung jenis logam yang akan ditentukan. Pada saat percobaan dilakukan pada tegangan tetap hal ini dikarenakan untuk memaksimalkan pengendapan suatu kation pada nilai tegangan dekomposisi yang khusus bagi kation tersebut yang mengendap. Pengendapan ion logam berdasarkan deret volta yang dapat dilihat dari mudah dan sulitnya direduksi :Li-K-Ba-Sr-Ca-Na-Mg-Al-Mn-Zn-Cr-Fe-Co-Ni-Sn-Pb-H2O-OksidasiSb-Bi-Cu-Hg-Ag-Pt-C-Au-Reduksi(Keenan, 1992)Berdasarkan deret volta, Cu berada di sebelah kanan Zn, maka Cu2+ lebih mudah untuk direduksi sehingga Cu2+ akan lebih dahulu mengendap dibandingkan Zn2+ yang sukar untuk direduksi tetapi mudah mengalami oksidasi.(Keenan, 1992)Kation-kation diendapkan pada katoda dengan nilai tegangan sistem yang disesuiakan dengan logam yang akan diendapkan. Elektroda yang digunakan adalah karbon, dimana karbon merupakan elektroda yang inert sehingga tidak akan bereaksi dengan komponen-komponen logam dalam sistem elektrokimia tersebut, melainkan hanya menyediakan permukaannya sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Elektroda lain selain karbon dapat digunakan dalam percobaan ini, namun harus bersifat inert seperti karbon. Apabila elektroda yang digunakan tidak bersifat inert atau mudah bereaksi, maka elektroda tersebut kemungkinan akan bereaksi sehingga menggangu hasil logam yang akan diendapkan. Elektroda inert selain karbon adalah platina dan emas. Namun, kedua elektroda tersebut sangatlah mahal sehingga digunakan karbon. Sistem elektrokimia terdiri dari larutan elektrolit yang polar sedangkan karbon merupakan unsur nonpolar yang tidak akan berinteraksi secara kimia dengan senyawa polar (sesuai prinsip like dissolves like). Pada proses elektrolisis akan terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia dan reaksi redoks dengan aliran listrik dari anoda (+) ke katoda (-), dimana pada anoda terjadi oksidasi dan pada katoda terjadi reduksi. Dalam percobaan ini digunakan alat elektroanalizer yaitu suatu alat untuk menetapkan voltase, variabel resistor/kuat arus melalui metode elektrogravimetri. Batang katoda dalam percobaan ini ditimbang beratnya terlebih dahulu sampai didapat berat yang tetap, kemudian setelah terjadi reaksi pengendapan, batang katoda ditimbang lagi untuk mengetahui pengendapan logam terjadi sempurna atau tidak. Faktor yang mempengaruhi percobaan ini adalah potensial dekomposisi logam yang akan diendapkan dan pengaruh hambatan pada kabel penghantar tegangan listrik maupun pada elektroda karbon yang digunakan. Potensial dekomposisi (ED) adalah selisih potensial minimum yang diperlukan agar reaksi elektrolisis dapat berlangsung. Pada elektrolisis larutan garam, besarnya ED sangat bervariasi dan ditentukan oleh jenis ion logam dan ion negatifnya. Pada elektrolisis ini ion logamnya berupa Cu2+ dan Zn2+, sedangkan ion negatifnya berupa SO42- dimana ED Cu2+ sebesar -0,892V dan ED Zn2+ sebesar -1,989V.6.1. Pemisahan dan Penentuan Kadar Ion Cu2+Tujuan percobaan ini adalah memisahkan ion Cu2+ dari larutan cuplikan yang mengandung ion Cu2+ dan Zn2+ dengan cara pengendapan pada katoda serta menentukan kadar ion Cu2+ tersebut dengan cara menimbang katoda yang terdapat endapan Cu hasil elektrolisis. Logam tembaga (Cu) diendapkan dalam larutan yang bersuasana asam (dengan penambahan H2SO4 dan HNO3) pada potensial 1,8 V dengan arus 0,02 A selama 45 menit. Penambahan H2SO4 dan HNO3 berfungsi untuk mengionkan CuSO4 yang merupakan salah satu larutan dalam cuplikan sehingga terbentuk ion Cu2+ dan SO42-. Hal ini dapat terjadi karena rata-rata logam dapat larut dalam asam. Selain itu penambahan H2SO4 dan HNO3 berfungsi untuk memberikan suasana asam pada larutan dan mempercepat reaksi dimana konduktivitas akan naik sehingga transfer ion akan lebih cepat berlangsung. Adanya suasana asam juga dapat mengendapkan logam Cu. Selain fungsi itu diatas medium asam nitrat juga sangat diperlukan, yaitu dengan menurunkan konsentrasi Cu2+ oleh elektroreduksi, katoda semakin negatif sampai tereduksinya nitrat. Reaksinya adalah :NO3 + 10H+ + 8e- NH4 + 3H2O(Underwood, 1990)Reaksi tersebut akan menstabilkan potensial katoda, di mana katoda tidak menjadi cukup negatif untuk mereduksi logam-logam tertentu lainnya, seperti nikel, yang mungkin ada di dalam sampel. Reaksi ini juga mencegah reduksi H+, yang sangat tidak diinginkan pada kasus ini karena pembebasan hidrogen yang terjadi bersamaan cenderung mengakibatkan endapan tembaga yang berongga dan tidak menempel.Asam lain seperti HCl tidak dapat digunakan karena adanya ion klorida karena pada anoda nantinya akan dibebaskan gas klor hasil dari oksidasi Cl-. HCl bukanlah asam oksi sehingga pada anoda yang tereduksi adalah Cl- dan bukanlah H2O.Batang karbon yang akan digunakan sebagai elektroda sebelumnya diampelas terlebih dahulu sampai mengkilap. Tujuannya adalah untuk menghilangkan zat pengotor seperti nikel, kobalt, dan lain-lain yang terdapat pada batang karbon. Selanjutnya, dilakukan pencucian dengan aquades dan aseton. Hal ini dilakukan agar pengotor-pengotor polar dapat larut bersama aquades seperti nikel, kobalt, dan lain-lain yang terdapat pada batang karbon. Sedangkan aseton digunakan sebagai pelarut non polar yaitu untuk melarutkan pengotor yang bersifat non polar yaitu polimer yang berasal dari botol penyimpan cuplikan. Selain itu, pencucian dengan aseton berfungsi untuk mengeringkan batang karbon karena aseton bersifat mudah menguap (volatil) sehingga tidak mempengaruhi berat elektroda pada saat penimbangan. Setelah dicuci kemudian batang karbon yang digunakan sebagai katoda ditimbang untuk mengetahui berat katoda tanpa endapan sebelum proses elektrogravimetri, sehingga dengan perlakuan ini bisa mengetahui berat endapan Cu. Berat batang karbon sebelum terdapat endapan adalah 4,81 gram.Pada percobaan ini, logam Cu diendapkan pada potensial 1,8 V selama 45 menit. Penggunaaan potensial sebesar 1,8V dimaksudkan agar melebihi potensial dekomposisinya, yaitu selisih potensial minimum yang harus diberikan kepada sel elektrolit untuk mengakibatkan proses elektrolisis kontinu, yaitu sebesar -0,892V.Proses reaksi yang terjadi adalah :Katoda : 2Cu2+ + 4e- 2CuE0 = +0,337 VAnoda : 2H2O O2 + 4H+ + 4eE0 = -1,229 V +Reaksi Sel : 2Cu2+ + 2H2O O2 + 4H+ + 2CuE0 = -0,892 V (Underwood, 2002)Jika voltase yang digunakan lebih kecil dari 1,8V, maka endapan Cu tidak akan terbentuk, karena tidak melewati potensial dekomposisinya. Jika digunakan voltase lebih besar dari 1,8V, dikhawatirkan dalam endapan di katoda akan bercampur dengan endapan Zn juga. Pada katoda terjadi reduksi ion Cu2+ menjadi Cu (tembaga) yang ditandai dengan warna merah bata pada katoda karbon dan dengan adanya penambahan berat katoda setelah dielektrolisis. Dalam larutan tersebut ion SO42- tidak terendapkan, karena potensial reduksinya lebih kecil daripada potensial reduksi Cu2+, sehingga dibutuhkan energi yang lebih besar untuk mengendapkan asam oksi tersebut daripada mengendapkan Cu2+.Pada anodanya terjadi reaksi H2O karena untuk reaksi elektrolisis pada larutan, reaksi yang terjadi pada anoda tergantung pada elektrodanya. Jika elektrodanya inert seperti Pt, C, Au maka kita perlu melihat anionnya, apakah ia merupakan sisa asam oksi atau sisa asam nonoksi. Karena pada percobaan menggunakan elektroda karbon yang merupakan elektroda inert dan pada anionnya terdapat sisa asam oksi (SO42-) maka yang teroksidasi adalah H2O. Hal ini terjadi karena dalam deret volta, SO42- berada disebelah kanan H2O, dimana potensial reduksi standarnya bernilai positif yaitu sebesar +0,17V. Potensial reduksi yang negatif (lebih kecil) akan lebih mudah teroksidasi sedangkan potensial reduksi yang positif (lebih besar) akan mengalami reduksi.SO42- + 4H+ + 2 e SO2(aq) + 2H2OE0= +0,17V2 H2O + 2 e- H2(g) + 2 OH-(aq)E0= - 0,83V(Keenan, 1992)Pada anoda terdapat gelembung gas. Hal terjadi karena pada katoda berlangsung reaksi oksidasi H2O yang menghasilkan gas O2 sehingga timbullah gelembung pada permukaan anoda yang merupakan gas oksigen.Pada akhir elektrolisis didapatkan hasil pada katoda berupa endapan merah bata tembaga dimana hal ini menunjukan Cu telah tereduksi namun tidak seluruhnya, dibuktikan dari warna larutan cuplikan yang masih berwarna biru muda yang menandakan masih adanya CuSO4 yang merupakan sumber Cu2+. Setelah 45 menit, elektrolisis dihentikan dan katodanya dimasukkan ke dalam aseton untuk mengeringkan katoda, sebab aseton sangat mudah menguap, sehingga saat penimbangan tidak ada sisa larutan yang ikut dalam katoda, melainkan berat yang ditimbang merupakan berat katoda dan endapan Cu hasil elektrolisis saja. Hasil penimbangan katoda setelah elektrolisis adalah 4,9 gram. Maka dapat diketahui bahwa logam endapan Cu hasil elektrolisis pada voltase 1,8 V, arus 0,02 A selama 45 menit diperoleh sebesar 0,09 gram dengan rendemen prosentase (efisiensi arus) sebesar 529,4 %.Rendemen prosentase yang didapatkan lebih dari 100% karena adanya random error (galat acak) atau kesalahan acak yang terjadi diluar kendali praktikan. Galat acak dapat terjadi walaupun secara sistematis maupun instrumen yang dilakukan ataupun digunakan telah maksimal. Galat acak terjadi tidak konstan dan tidak sistematis. Galat acak dapat diminimalisasi dengan melakukan pengulangan pengukuran.(Miller, 1988)Galat acak atau galat tidak pasti tidak dapat ditentukan penyebab pastinya dan tidak dapat dihindarkan. Galat ini jarang ada secara alami dan mengarah ke hasil yang tinggi dan rendah dengan probabilitas yang sama. Galat ini tidak dapat dieliminasi atau dikoreksi karena merupakan keterbatasan final pada pengukuran tersebut. Galat ini dapat diolah secara statistik dan pengukuran berulang kali dengan variabel yang sama dapat mengurangi pengaruhnya.(Underwood, 1990)6.2. Pemisahan dan Penentuan kadar Ion Zn2+Tujuan percobaan ini adalah memisahkan ion Zn2+ dari larutan cuplikan Cu2+ dan Zn2+ dengan cara pengendapan pada katodanya serta menentukan kadar ion Zn2+ tersebut dengan cara menimbang katoda yang terdapat endapan Zn hasil elektrolisis. Pada pemisahan dan penentuan kadar ion Zn2+, larutan yang digunakan adalah larutan hasil elektrolisis pada pemisahan dan penentuan kadar ion Cu2+ (hasil elektrolisis sebelumnya) yang kemudian ditambahkan NaOH. Digunakan NaOH agar sebagai penyeimbang larutan agar larutan tidak terlalu asam dan pengondisian larutan yang mana sisa dari elektrolisis tersebut adalah ion Zn2+. Logam seng diendapkan dalam suasana alkalis sehingga perlu penambahan NaOH. Penambahan basa lain dapat dilakukan seperti Ba(OH)2 atau basa-basa lain yang merupakan basa alkali.Sama seperti percobaan sebelumnya, batang karbon yang akan digunakan sebagai elektroda sebelumnya diampelas terlebih dahulu sampai mengkilap. Tujuannya adalah untuk menghilangkan zat pengotor seperti nikel, kobalt, dan lain-lain yang terdapat pada batang karbon. Selanjutnya, dilakukan pencucian dengan aquades dan aseton. Hal ini dilakukan agar pengotor-pengotor polar dapat larut bersama aquades seperti nikel, kobalt, tembaga dan lain-lain yang terdapat pada batang karbon. Sedangkan aseton digunakan sebagai pelarut non polar yaitu untuk melarutkan pengotor yang bersifat non polar yaitu polimer yang berasal dari botol penyimpan cuplikan. Selain itu, pencucian dengan aseton berfungsi untuk mengeringkan batang karbon karena aseton bersifat mudah menguap (volatil) sehingga tidak mempengaruhi berat elektroda pada saat penimbangan. Setelah dicuci kemudian batang karbon yang digunakan sebagai katoda ditimbang untuk mengetahui berat katoda tanpa endapan sebelum proses elektrogravimetri, sehingga dengan perlakuan ini bisa mengetahui berat endapan Zn. Berat batang karbon sebelum terdapat endapan adalah 4,5 gram.Potensial yang digunakan adalah sebesar 2,7V dengan arus yang terbaca pada elektroanalizer sebesar 0,04 A selama 45 menit. Potensial yang digunakan sebesar 2,7V dimaksudkan agar dapat melebihi potensial dekomposisinya yang sebesar -1,992 V, dengan reaksi sebagai berikut :Katoda : 2Zn2+ + 4e- 2ZnE0 = -0,763 VAnoda : 2H2O O2 + 4H2+ + 4eE0 = -1,229 V +Reaksi Sel : 2Zn2+ + 2H2O O2 + 4H2+ + 2ZnE0 = -1,992 V (Underwood, 2002)Jika voltase yang digunakan lebih kecil dari 2,7 V, maka yang tereduksi adalah Cu2+, sebab 2,7 V melebihi potensial dekomposisi Cu2+ sebesar -0,892V dan tidak diperoleh endapan Zn sebab tidak melebihi potensial dekomposisi Zn2+ sebesar -1,989V. Pada katoda dengan voltase 2,7 V diperoleh endapan Zn yang ditandai dengan warna merah kehitaman pada katoda karbon serta adanya penambahan berat katoda setelah dielektrolisis. Pada saat elektrolisis terdapat gelembung gas pada anoda. Gas yang dihasilkan adalah O2 yang terjadi karena hidrolisis air. Pada anodanya terjadi reaksi H2O karena untuk reaksi elektrolisis pada larutan, reaksi yang terjadi pada anoda tergantung pada elektrodanya. Jika elektrodanya inert seperti Pt, C, Au maka kita perlu melihat anionnya, apakah ia merupakan sisa asam oksi atau sisa asam nonoksi. Karena pada percobaan menggunakan elektroda karbon yang merupakan elektroda inert dan pada anionnya terdapat sisa asam oksi (SO42-) maka yang teroksidasi adalah H2O. Hal ini terjadi karena H2O lebih negatif (lebih kecil) potensial reduksinya yaitu sebesar 0.8277V sehingga akan lebih mudah teroksidasi daripada SO42- dengan potensial reduksi standar sebesar +0,17V.

2H2O + 2e H2(g) + 2OHE0 = 0.8277VSO42- + 4H+ + 2e SO2(aq) + 2H2OE0= +0,17V(Keenan, 1992)Pada katoda terdapat endapan seng yang berwarna merah kehitaman yang berarti seng telah terendapkan. Setelah 45 menit, elektrolisis dihentikan dan katoda dimasukkan ke dalam aseton untuk mengeringkan katoda, sebab aseton sangat mudah menguap, sehingga saat penimbangan tidak ada sisa larutan yang ikut dalam katoda, melainkan berat yang ditimbang merupakan berat katoda dan endapan Zn hasil elektrolisis saja. Setelah ditimbang, berat katoda setelah pengendapan menjadi 4,51 gram. Maka dapat diketahui logam Zn yang diperoleh dari proses elektrogravimetri pada voltase 2,7V dengan arus yang terukur 0,04A selama 45 menit adalah sebesar 0,01 gram dengan rendemen prosentase (efisiensi arus) sebesar 27.39 %. Hasil rendemen prosentase tidak 100% dikarenakan waktu elektrolisis yang kurang lama dan di dalam larutan masih terdapat ion Zn2+ yang belum terendapkan.

III. PENUTUP7.1. Kesimpulan 7.1.1. Pemisahan ion Cu2+ dan ion Zn2+ dilakukan menggunakan metode elektrogravimetri pada potensial 1,8V untuk ion Cu2+ dan 2,7V untuk ion Zn2+.7.1.2. Diperoleh endapan Cu sebesar 0,09 gram yang berwarna merah bata, sedangkan endapan Zn yang diperoleh sebesar 0,01 gram yang berwarna merah kehitaman. Rendemen prosentase Cu sebesar 529,4 %, sedangkan rendemen prosentase Zn sebesar 27.39 %.

7.2. Saran7.2.1. Kenali bahan-bahan yang akan digunakan7.2.2. Sebelum pelaksanaan praktikum, sebaiknya terlebih dahulumempelajari hal-hal yang berkaitan dengan percobaan

DAFTAR PUSTAKA

Basri, S., 1996, Kamus Kimia, Rineka Cipta, JakartaBrady, J., 1994, Kimia Universitas Asas dan Struktur, Erlangga, JakartaBudavari, S., 1989, The Meck Index, The Merck Co, New YorkChang, R., 2005, Kimia Dasar, Erlangga, JakartaCrow, D.R., 1988, Principles and Application of Electrochemistry, Chapman and Hall Inc: London, vol IX: 200-201Faraday, M., 1834, On Electrical Decomposition, Philosophical Transaction of The Royal, USA Harjadi, 1993, Ilmu Kimia Analitik Dasar, Gramedia, JakartaHogness, 1954, The Lancet, National Academy of Science, New YorkKeenan, C., 1992, Kimia untuk Universitas, Erlangga, JakartaMiller, J., 1988, Statistics for Analytical Chemistry, John Wiley & Sons, New YorkParsons, R., 1985, Standart Potensials in Aqueous Solution, Marcel Pekler, New YorkPotter, E. C., 1971, Electrochemistry Principles and Application, cleaver Hume Press LTD: London, vol IX: 355-356Pringgodigdo, 1990, Ensiklopedia Umum, Yayasan Para Buku Franklin, JakartaRivai, H., 1995, Asas Pemeriksaan Kimia, Erlangga, Jakarta Vogel, 1985, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Kalman Media Pustaka, JakartaUnderwood, 1999, Kimia Analisis Kuantitatif, Erlangga, JakartaWidodo, D., R. Hastuti, Gunawan, 2002, Bahan Ajar Analisis Kuantitatif, Undip, Semarang

LAMPIRAN

Perhitungan 1. Penentuan kadar Cu2+Massa Cu nyataMassa Cu teoritis Rendemen prosentase

2. Penentuan kadar Zn2+Massa Zn nyataMassa Zn teoritisRendemen prosentaseLEMBAR PENGESAHAN

Semarang, 25 November 2013

Praktikan 1,

Putri Intan Pratiwi24030112130068

Praktikan 4,

Dea Paramita .A24030112140064

Praktikan 7,

Evan24030112130107

Puji Rahayu24030110110027Praktikan 2,

Tiara Agni Irawati2403012130111

Praktikan 5,

Nabila Yaman24030112140067

Praktikan 8

Ahmad Najihullah 24030112140114

Mengetahui,Asisten,

Praktikan 3,

Sri Rahayu 24030112140137

Praktikan 6,

Rinaldy Christian 24030112130131

Mei Viantikasari24030110130055