Materi_KA_Titrasi_Redoks.pptx

Titrasi Reduksi Oksidasi (Redoks)
1

TITRASI REDUKSI OKSIDASI
Materi Kimia Analisa
Titrasi redoks  titrasi berdasarkan reaksi reduksi-oksidasi antara
zat yang dianalisa dan titran
Reaksi Oksidasi Reduksi  elektron tidak dibagi, tetapi
dipindahkan dari satu reaktan ke lainnya
Oksidasi  kehilangan elektron
Reduksi  mendapat elektron
Oksidator  molekul yang menerima elektron dari molekul
lain (oxidizing agent)
Reduktor  molekul yang memberi elektron ke molekul lain
(reducing agent)
oksidator
reduktor

Persamaan umum reaksi oksidasi-reduksi:
Ox1 + Red2 === Red1 + Ox2
Ox1 (oksidator) : mereduksi dari Red1
Red2 (reduktor) : mengoksidasi ke Ox2
Reaksi oksidasi:
Ma+  M(a+n)+ + ne-
Reaksi reduksi:
Ma+ + ne-  M(a-n)+
Kecenderungan reduksi dan oksidasi dari bahan tergantung pada
potensial reduksi

Sel elektrokimia dibagi:
1. Sel galvani (voltaic)  reaksi kimia terjadi secara spontan
menghasilkan arus elektrik (energi elektrik)
2. Sel elektrolitik  arus elektrik digunakan
untuk menggerakkan reaksi tidak spontan
Reaksi ½ oksidasi:
Anoda: Zn(s)  Zn2+
(aq) + 2e-
Reaksi ½ reduksi:
Katoda: Cu2+
(aq) + 2e-  Cu(s)

Sel elektrokimia (jika kedua beaker dipisah dan dihubungkan dengan
jembatan garam
Jembatan garam  mengijinkan ion mengalir antara kompartemen
anoda dan katoda tetapi mencegah terjadinya pencampuran/kontak
langsung ion Cu2+ dan Zn
Sel Daniell

Anoda:
-Dimana terjadi oksidasi
-Dimana elektron dihasilkan
-Arah anion berpindah
-Tanda negatif
Katoda:
-Dimana terjadi reduksi
-Dimana elektron dibutuhkan
-Arah kation berpindah
-Tanda positif

Soal:
Desain sel galvanik menggunakan reaksi:
Fe(s) + 2Fe3+
(aq)  3Fe2+
(aq)
Larutan Fe(NO3)2 dan elektroda adalah besi dan platinum

Potensial sel
Potensial sel (cell voltage) / gaya elektromotif (emf) gaya
pendorong yang mendorong elektron menjauh dari anoda (-
elektroda) dan menarik elektron ke katoda (+ elektroda)
Potensial sel standard (Eo)  potensial sel ketika reaktan dan produk
dalam keadaan standard (zat terlarut konsentrasi 1 M, po
gas = 1 atm,
solid dan liquid dalam bentuk murni, T= 25oC)
Potensial standard dari sel galvanik  jumlah dari potensial ½ sel
standard untuk reaksi oksidasi dan reduksi
Eo
sel = Eo
ox + Eo
red

Potensial reduksi  Potensial untuk ½ reaksi reduksi
Kesimpulan umum untuk potensial elektroda:
1. Elektroda potensial lebih positif, kecenderungan lebih kuat
oksidator mengoksidasi dan lebih lemah reduktor mereduksi
2. Eletroda potensial lebih negatif, lebih lemah oksidator
mengoksidasi dan lebih kuat reduktor mereduksi
Misal:
Ce4+ + e- === Ce3+ Eo = 1,61 (sangat positif)
 Ce3+ reduktor lemah, Ce4+ oksidator kuat
Zn2+ + 2e- === Zn Eo = -,0763 (sangat negatif)
 Zn2+ oksidator lemah, Zn reduktor kuat

Soal:
Hitung potensial elektroda dari reaksi berikut:
1. 2 Ag+
(aq) + Zn(s)  2Ag(s) + Zn2+
(aq)
2. Zn(s) + 2H+
(aq)  Zn2+
(aq) + H2(g)
3. 2Fe3+ + Sn2+  2Fe2+ + Sn4+
4. Al(s) I Al3+
(aq) II Cr3+
(aq) I Cr(s)
5. 5Fe2+ + MnO4
- + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Perubahan energi bebas standard (DGo)
DGo = - nF DEo
DG = DGo + RT ln Q
-nfE = -nFEo + RT ln Q
Dibagi dengan nF:
Jika reaksi: aOx + ne- === bRed
Q
log
nF
2,303RT
E
Q
ln
nF
RT
E
E o
o



 Persamaan Nernst
 
 
 
 a
b
a
b
Ox
Red
log
n
0591
,
0
E
Ox
Red
log
nF
2,303RT
E
E o
o




N : jumlah elektron
F : konstanta Faraday (96,487 coul eq-1)

Perhitungan konstanta kesetimbangan reaksi
Voltage sel adalah nol pada reaksi kesetimbangan, beda antara dua
potensial ½ reaksi adalah nol (dua potensial adalah sama)
Harga E untuk reaksi stoikiometri (E pada titik ekivalen titrasi) :
K
ln
n
0,0591
K
ln
nF
RT
E
nFE
K
ln
RT
-
o
o




2
1
o
2
2
o
1
1
n
n
E
n
E
n
E




Harga K:
1. K dari data konsentrasi untuk zat terlarut
2. K dari data termokimia
3. K dari data elektrokimia
RT
nFE
K
ln
o

RT
G
-
K
ln
o
D

   
   b
a
d
c
B
A
D
C
K 

Misal: titrasi 100 mL besi (II) (0,1M) dengan 0,1 serium (IV)
dengan adanya asam sulfur terlarut:
Ce4+ + Fe2+ === Ce3+ + Fe3+
Jumlah kuantitatif yang berhubungan dengan [H+] dalam titrasi
asam-basa adalah rasio [Ox]/[Red]
(1), 25oC:
(2), 25oC)
 
 
 
 









 2
3
2
3
1
1
Fe
Fe
log
0591
,
0
75
,
0
Fe
Fe
log
1
0591
,
0
E
E
 
 
 
 









 3
4
3
4
2
2
Ce
Ce
log
0591
,
0
45
,
1
Ce
Ce
log
1
0591
,
0
E
E

Konstanta kesetimbangan reaksi:
Ce4+ + Fe2+ === Ce3+ + Fe3+
K = 7 x 1011
(1) Penambahan Ce4+ sebelum titik ekivalen  hanya
mempengaruhi oksidasi besi (II) karena K besar, sehingga
merubah rasio [Fe3+]/[Fe2+]
- 10 mL, E1 = 0,75 + 0,0591 log (10/90) = 0,69 volt
- 50 mL, E1 = 0,75 + 0,0591 log (50/50) = 0,75 volt
- 90 mL, E1 = 0,75 + 0,0591 log (90/10) = 0,81 volt
- 99 mL, E1 = 0,75 + 0,0591 log (99/1) = 0,87 volt
- 99,9 mL E1 = 0,75 + 0,0591 log (99,1/0,1) = 0,93 volt
   
      84
,
11
75
,
0
45
,
1
0591
,
0
1
Fe
Ce
Fe
Ce
log
K
log 2
4
3
3



 



x
x

KURVA TITRASI
Untuk titrasi redoks digunakan untuk monitoring potensial
elektrokimia
Ared + TOx === Tred + AOx
Ared: zat yang akan dianalisa
TOx : titran keadaan oksidasi
Potensial elektrokimia untuk reaksi adalah perbedaan antara
potensial reduksi dan oksidasi:
Erx = ETOx/Tred - EAOx/Ared
Setelah penambahan titran, reaksi antara analit dan titran
mencapai kesetimbangan, reaksi potensial elektrokimia:
ETOx/Tred = EAOx/Ared

KURVA TITRASI
Langkah-langkah pembuatan kurva titrasi
1. Sebelum titik ekivalen  hanya sedikit titran yang bereaksi
dengan analit, E menggunakan persamaan Nernst untuk analit
2. Pada titik ekivalen  mengkombinasikan 2 persamaan Nernst
untuk perhitungan potensial analit dan titran
Pada titik ekivalen

3. Setelah titik ekivalen  titran berlebih yang bereaksi dengan
analit, E menggunakan persamaan Nernst untuk titran
Contoh soal:

Misal: titrasi 50 mL besi (II) (0,1M) dengan 0,1 serium (IV) dalam
matrik 1 M HClO4:
Ce4+ + Fe2+ === Ce3+ + Fe3+
Jumlah kuantitatif yang berhubungan dengan [H+] dalam titrasi
asam-basa adalah rasio [Ox]/[Red]
(1), 25oC:
(2), 25oC)
 
 
 
 









 2
3
2
3
1
1
Fe
Fe
log
0591
,
0
75
,
0
Fe
Fe
log
1
0591
,
0
E
E
 
 
 
 









 3
4
3
4
2
2
Ce
Ce
log
0591
,
0
45
,
1
Ce
Ce
log
1
0591
,
0
E
E

(2) Pada titik ekivalen  100 mL, [Fe3+] = [Ce3+] dan [Ce4+] = [Fe2+]
potensial elektroda nya adalah:
(3) Setelah titik ekivalen  yang meningkat rasio [Ce4+]/[Ce3+]
- 100,1 mL, E2 = 1,45 + 0,0591 log (0,1/100) = 1,27 volt
- 101 mL, E2 = 1,45 + 0,0591 log (1/100) = 1,33 volt
- 110 mL, E2 = 1,45 + 0,0591 log (10/100) = 1,39 volt
- 190 mL, E2 = 1,45 + 0,0591 log (90/100) = 1,45 volt
volt
1
,
1
2
45
,
1
75
,
0
2
E
E
E 2
1
1 







Deteksi Titik Akhir
Titik akhir dapat ditentukan dengan mengukur potensial larutan
dengan menunjukkan elektroda relatif ke referensi dan plot
terhadap volume titran
Jika titran berwarna, perubahan warna ini dapat digunakan
untuk mendeteksi titik akhir (misal KMnO4  ungu tua, KMnO4
encer  merah muda)

Kurva titrasi
pFe2+ berubah dari 4,3 menjadi 10 antara 0,1 % sebelum dan 0,1 %
sesudah titik akhir stoikiometri

Perhitungan pFe2+
(1) Sebelum titik ekivalen  99,9 mL [Ce4+] ditambahkan:
[Fe2+] = 0,1 x (0,1/199,9) = 5 x 10-5, pFe2+ = - log [Fe2+] = 4,3
(2) Pada titik ekivalen  100 mL [Ce4+] ditambahkan:
[Fe3+]/[Fe2+] = (K)0,5 = (7 x 1011)0,5 = 8,4 x 105
[Fe3+] = 0,05 M, [Fe2+] = 5 x 10-2 / 8,4 x 105 = 6 x 10-8 M
pFe2+ = 7,2
(3) Setelah titik ekivalen  100,1 mL [Ce4+] ditambahkan:
[Fe3+] = 0,05 M,
[Fe2+] = 1 x 10-10
pFe2+ = 10  




 2
2
Fe
10
5
log
0591
,
0
75
,
0
1,27
x

Indikator elektroda (Indikator redoks)
Komponen yang dapat berubah warna ketika bergerak dari
keadaan oksidasi ke reduksi
 indikator visual digunakan untuk memberi tanda titik akhir
dalam titrasi redoks
Misal: indikator ferroin berubah warna dari biru (hampir tidak
berwarna) menjadi merah

Deteksi titik akhir menggunakan potensiometer
Memonitoring perubahan potensial
Eketrokimia menggunakan elektroda

Hubungan antara perubahan warna dalam indikator redoks dan potensial elektroda
ditunjukkan dengan ½ reaksi indikator:

Materi_KA_Titrasi_Redoks.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Materi_KA_Titrasi_Redoks.pptx

Similar to Materi_KA_Titrasi_Redoks.pptx (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Materi_KA_Titrasi_Redoks.pptx