Prinsip, Prosedur Umum Dan Contoh Soal Titrasi Coulometri

Prinsip Titrasi Coulometri

Coulometri arus konstan dikenal sebagai titrasi coulomteri. Titrasi coulometri ini banyak digunakan secara meluas bahkan pada zat yang tidak bereaksi secara kuantitatif pada sebuah elektroda juga dapat ditentukan. Prinsip utama pada titrasi coulometri ini yaitu pembangkitan titran dengan elektrolisis, kemudian sejumlah besar titran ditambahkan ke dalam sampel. Kemudian larutan sampel di elektrolisis pada permukaan anoda, ketika elektrolisis berlangsung potensi anoda meningkat. Lalu penambahan larutan titran akan mengurangi potensi dengan mengurangi arus. Titik akhir titrasi akan ditentukan oleh salah satu metode deteksi titik akhir. Deteksi akhir titrasi ini juga dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain: menggunakan indikator kimia, metode titik akhir potensiometri, metode amperometrik, dan metode spektrofotometri.

Instrumen Titrasi Coulometri

Sumber Arus Listrik dan Jam

Sumber arus listrik dan jam dipasang bersama-sama. Sumber arus yang digunakan merupakan suatu voltase arus searah yang tinggi an dihubungkan seri dengan suatu resistor besar, sehingga perubahan resistans sel elektrolisis selama titrasi dapat diabaikan dan arus tetap konstan.

Elektroda Generator (Elektroda Kerja)

Elekroda yang biasa digunakan adalah suatu potongan platina yang ditempatkan di dalam larutan yang dianalisis dalam suatu gelas/kaca frit.

Elektroda Indicator

Terdiri dari sepasang lembaran tipis platinum atau terdiri dari sebuah platinum dan lainnya adalah sebuah elektroda pembanding kalomel jenuh.

Elektroda Pembantu

Diletakkan di dalam ruang yang terpisah dari elektroda generator, yang dasarnya berupa cakram saringan terbuat dari kaca masir. Pemisahan elektroda pembantu tersebut bertujuan untuk mencegah terangkutnya produk elektroda apapun yang tidak diinginkan ke dalam larutan uji oleh aliran cairan.

Stirer atau Pengaduk Magnetik

Sebagai pengaduk selama proses elektrolisis

Prosedur Umum Titrasi Coulometri

• Sel elektrolisis dipasang, diikuti dengan elektrode generator dan elektrode indikator pada tempatnya.
• Sel titrasi diisi dengan larutan dimana titran akan dibentuk secara elektrolisis bersama-sama dengan larutan yang akan dititrasi.
• Bagian dari elektrode pembantu diisi dengan suatu larutan elektrolit yang sesuai.
• Elektrode indikator dihubungkan dengan alat yang digunakan untuk mendeteksi titik akhir titrasi berupa pH-meter atau galvanometer.
• Selama proses elektrolisis dilakukan pengadukan dengan menggunakan sebuah pengadukan magnetik.
• Arus disesuaikan dengan harga yang tepat, dihidupkan dan reaksi antara titran yang dibentuk secara internal sehingga larutan uji dibiarkan berlangsung.
• Pembacaan dilakukan secara berkala (lebih sering dilakukan pada saat hampir mencapai titik akhir titrasi) dari instrumen indikator (misal pH-meter).
• Titik akhir titrasi dapat dengan mudah ditentukan dari gambar grafik dimana kurva turunan yang pertama atau kedua dibuat untuk mencari letak titik ekivalen dengan tetap.

Deteksi Akhir Titrasi

Indikator Kimia

Indicator ini akan ditambahkan kedalam larutan sampel. Namun indicator untuk titrasi ini harus elektroaktif. Misalnya : metil orange, dikloroflourescein dan Eosin.

Metode titik akhir potensiometri

Pasangan elektroda ditempatkan pada larutan sampel hal ini akan menunjukkan perbedaan potensial dengan penambahan titran atau diitunjukkan dengan perubahan konsentrasi ion.

Metode amperometrik

Didasarkan pada arus yang dihasilkan, dimana arus tersebut berbanding lurus dengan konsentrasi zat elektroaktif.

Metode deteksi titik akhir dengan metode spektrofotometri.

Keuntungan Titrasi Coulometri

• Tidak diperlukan larutan standar, kaena yang diukur adalah perubahan coulomb dengan besar arus dibuat konstan.
• Tidak perlu dilakukan pengeceran pada larutan sampel
• Dapat dilakukan secara otomatis sehingga memungkinkan untuk digunakan dalam penentuan unsur radioaktif
• Senyawa atau unsur yang kurang stabil dapat digunakan karena senyawa/unsur akan cepat beraksi begitu ditambahkan,
• Waktu analisinya cepat,

Contoh Soal

1). 0,0145gram asam organik murni dilarutkan dalam campuran alkohol/air dan titrasi dengan ion hidroksida yang dihasilkan secara koulometri. Dengan arus 0,0324 A, 251 detik diperlukan untuk mencapai titik akhir fenolftalin, hitung berat ekivalen asam.

Jawab:

Diketahui:

Massa HA = 0,045 g

I = 0,0324 A

t = 251 detik

Ditanya:

Berat ekivalen HA….?

Jawab:

HA + OH^{–       —->}            A^– + H₂O

Mol e^– = it/f

     =  0,0324 x 251/96500

     = 8,134 mol

Mr HA= massa = 0,0145/8,1324

= 1,783×10^-3 g/mol

2). Konsentrasi H₂S dalam air limbah ditentukan melalui titrasi koulometri menggunakan titran I₂ yang dihasilkan dari anoda (I₂ berada dalam kesetimbangan dengan I^3-) yang reaksinya sebagai berikut:

H₂S_(aq) + I_{2 (aq)}   –>  S_(s) + 2H⁺_(aq) + 2I^– atau

H₂S_(aq) + I₃^–_(aq) + 2H₂O  –>    S_(s) + 2H₃O⁺ _(aq) + 2I^–

Sebanyak 200 mL air limbah ditempatkan dalam sel koulometri ditambah KI berlebihan dan indikator amilum. Untuk mengetahui kelebihan I₂ yang digunakan untuk mencapai titik akhir titrasi elektrolisis dilakukan pada arus konstan 100 mA selama 1 menit. Hitung konsentrasi H2S dalam sampel, dan hitung pH larutan setelah elektrolisis.

Jawab:

Oksidasi H2S menjadi 2H⁺ memindahkan 1 elektron (n=1)