laporanekstraksipelarut-130529053406-phpapp02

Ekstraksi Pelarut1 April 2013

I. Tujuan

Memisahkan logam Ni dari campuran dengan ekstraksi pelarut

Menentukan kadar Ni dalam sampel

II. Dasar Teori

Ektraksi pelarut adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat

terlarut dari suatu pelarut kedalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Menurut

Nerst, zat terlarut akan terdistribusi pada kedua solven sehingga perbandingan

konsentrasi pada kedua solven tersebut tetap untuk tekanan dan suhu yang tetap

(Christian, 1986).

Ekstraksi pelarut terutama digunakan, bila pemisahan campuran dengan cara

destilasi tidak mungkin dilakukan (misalnya karena pembentukan aseotrop atau karena

kepekaannya terhadap panas) atau tidak ekonomis. Seperti ekstraksi padat-cair,

ekstraksi cair-cair selalu terdiri atas sedikitnya dua tahap, yaltu pencampuran secara

intensif bahan ekstraksi dengan pelarut, dan pemisahan kedua fasa cair itu sesempurna

mungkin.

Ekstraksi cair-cair dengan pengkelat logam adalah salah satu aplikasi utama

ekstraksi cair-cair yaitu ekstraksi selektif ionlogam menggunakan agen pengkelat.

Sayangnya beberapa agen pengkelat memiliki keterbatasan kelarutan dalam air atau

subyek untuk hidrolisis atau oksidasi udara dalam larutan aqueous. Karena alasan ini

agen pengkelat ditambahkan ke pelarut organic sebagai ganti fasa aqueous. Agen

pengkelat diekstrak ke fasa aqueous yang reaksinya membentuk kompleks logam-ligan

yang stabil dengan ion logam. Kompleks logam-ligan kemudian terekstrak ke fasa

organik. Efisiensi ekstraksi ion logam bergantung pada pH.

Pada umumnya ion-ion logam tidak larut dalam pelarut organik non polar. Ion

logam harus diubah menjadi bentuk molekul yang tidak bermuatan dengan

pembentukan kompleks agar ion logam tersebut dapat terekstrak ke dalam pelarut

organik non polar. Senyawa kompleks adalah suatu senyawa dimana ion logam

bersenyawa dengan ion atau molekul netral yang mempunyai sepasang atau lebih

elektron bebas yang berikatan secara kovalen koordinasi (Moersid, 1989)

Ion logam dalam senyawa kompleks disebut ion pusat, sedangkan ion atau

molekul netral yang mempunyai pasangan elektron bebas disebut ligan. Kompleks kelat

atau sepit adalah kompleks yang terbentuk apabila ion pusat bersenyawa dengan ligan

yang mempunyai dua atau lebih gugus. Banyaknya ikatan kovalen koordinasi yang

terjadi antara ligan dengan ion pusat disebut bilangan koordinasi. Pembentukan

kompleks oleh ligan bergantung pada kecenderungan untuk mengisi orbital kosong

dalam usaha mencapai konfigurasi elektron yang lebih stabil. Untuk memudahkan

ekstraksi maka ion logam yang bermuatan harus dinetralkan oleh ion atau molekul

netral menjadi kompleks tidak bermuatan (Khopkar, 1984).

Kompleks kelat merupakan asam lemah (HL) yang terionisasi dalam air dan

terdistribusi dalam fase organik dan fase air, serta dengan ion logam dapat membentuk

ion kompleks yang netral dan mudah larut dalam fase organik (Day dan Underwood,

1989).

Salah satu keuntungan menggunakan agen pengkelat adalah derajat selektifitas

tinggi. Efisiensi ekstraksi untuk kation divalent meningkat dari 0-100% disekitar 2 unit

pH. lagipula konstanta pembentukan kompleks logam-ligan bervariasi diantara ion

logam. Akibatnya, perbedaan signifikan muncul dalam range pH dimana ion logam

yang berbeda menaikkan efisiensi ekstraksi dari 0-100%.

Penentuan kadar nikel dilakukan dengan metode spektrofotometri, dimana

diketahui kompleks berwarna Ni(DMG)2 dalam khloroform mengikuti hukum Lambert-

Beer dalam range konsentrasi yang lebar. Sebagaimana diketahui warna adalah salah

satu kriteria untuk mengidentifikasi suatu objek. Pada analisis spektrokimia spektrum

radiasi elektromagnetik digunakan untuk menganalisis spesies kimia dan menelaah

interaksinya dengan radiasi elektromagnetik.

Spektrofotometri didefinisikan suatu metoda analisis kimia berdasarkan

pengukuran seberapa banyak energi radiasi diabsorpsi oleh suatu zat sebagai fungsi

panjang gelombang. Agar lebih mudah memahami proses absorpsi tersebut dapat

ditunjukkan dari suatu larutan berwarna. Misalnya larutan tembaga sulfat yang nampak

berwarna biru. Sebenarnya larutan ini mengabsorpsi radiasi warna kuning dari cahaya

putih dan meneruskan radiasi biru yang tampak oleh mata kita.

Proses absorpsi ini kemudian dapat dijelaskan bahwa suatu molekul/atom yang

mengabsorpsi radiasi akan memanfaatkan energi radiasi tersebut untuk mengadakan

eksitasi elektron. Eksitasi ini hanya akan terjadi bila energi radiasi yang diperlukan

sesuai dengan perbedaan tingkat energi dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi dan

sifatnya karakteristik.

Komponen-komponen yang mengabsorpsi dalam spektrofotometri UV-Vis

dapat berupa absorpsi oleh senyawa-senyawa organik maupun anorganik. Senyawa-

senyawa organik yang mengandung ikatan rangkap 2/ rangkap 3 akan menghasilkan

puncak-puncak absorpsi yang penting terutama dalam daerah UV. Gugus-gugus

fungsional organik tidak jenuh yang mengabsorpsi sinar tampak dan UV ini dinamakan

kromofor/sering dikenal dengan pembawa warna. Contoh kromofor, -NH2, -C=C-,

C=O, -CHO, -NO2, -N=N- dan lain-lain. Sedangkan absorpsi oleh senyawa-senyawa

anorganik, spektra dari hampir semua ion-ion kompleks dan molekul-molekul

anorganik menghasilkan puncak absorpsi agak melebar. Untuk ion-ion logam transisi,

pelebaran puncak disebabkan oleh faktor-faktor lingkungan kimianya. Suatu contoh

larutan Cu (II) encer berwarna biru muda, tetapi warna akan berubah menjadi biru tua

dengan adanya amonia. Bila unsur-unsur logam membentuk kompleks, maka faktor

ligan sangat menentukan. Sebagian radiasi yang terabsorpsi oleh suatu larutan analit

yang mengabsorpsi ternyata terdapat hubungan kuantitatif dengan konsentrasinya.

Jumlah radiasi yang terabsorpsi oleh sampel dinyatakan dalam hukum Lambert-Beer

dan dijadikan dasar pada analisis kuantitatif spektrofotometri.

III. Alat dan Bahan

Alat Bahan

Hot plate 1 buah Larutan HNO3 6 M

Labu ukur 100 ml 1 buah Larutan NaOH 2,5 M

Neraca Analitis 1 buah Larutan Asam Asetat 6 M

Buret 50 ml 1 buah Buffer Asetat

Spektronik + Kuvet 1 buah Na-tiosulfat

Tabung reaksi 10 buah Na-tartrat

Corong 1 buah Hidroksilamin Hidroklorida 10 % (dalam

air)

Kertas saring 1 buah Dimetilglioksin 1 % (dalam metanol)

Pipet tetes 3 buah Kloroform

Pipet Mohr 1 buah

Gelas ukur 25 ml 1 buah

IV. Cara Kerja

1. Pembuatan larutan standar utama

Logam Ni ditimbang dengan teliti untuk membuat latutan standar 0,04 M

sebanyak 100 ml, kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Tambahkan

15 ml HNO3 6 M dan panaskan pada hot plate sampai terlarut semua (jangan

menutupi labu). Netralkan dengan NaOH 2,5 M sampai terbentuk endapan nikel

hidroksida yang pertama kali muncul. Tambahkan asam asetat 6 M setetes demi

setetes, aduk tiap penambahan, sampai endapan tersebut terlarut semua. Encerkan

hingga tanda batas dan diaduk hingga tercampur sempurna. Pipetlah 10 ml larutan

standar tersebut dan encerkan dalam labu 250 ml, hingga diperoleh dengan

konsentrasi 100 ppm Ni.

2. Preparasi Sampel

Jika sampel berupa aloy, timbang kira-kira 5-10 mg sampel. Larutkan sampel,

netralkan dengan NaOH dan asam asetat dan perlakukan seperti larutan standar.

Jika sampel berupa garam, timbang dalam sejumlah berat tertentu, masukkan

dalam labu ukur 100 ml, netralkan dengan NaOH dan asam asetat. Selanjutnya

kerjakan seperti perlakuan larutan standar. Encerkan sampai tanda batas

(perkirakan sehingga sampel tersebut mengandung 1-4 mg per 100 ml).

3. Pembuatan Larutan Buffer

Encerkan 8,7 ml asam asetat6 M menjadi 100 ml. Kemudian tambahkan 10 ml

larutan encer tersebut ke dalam 40 ml air yang mengandung 15 gram natrium

asetat.

4. Ekstraksi

Sediakan 9 buah tabung reaksi. Ke dalam 5 tabung reaksi pertama masukkan

masing-masing 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; dan 3,5 ml larutan standar Ni 100 ppm dengan

menggunakan buret. Dengan menggunakan pipet Mohr 10 ml, masukkan sejumlah

volume aquades ke dalam 5 tabung diatas sehingga total voolume larutan untuk

setiap tabung menjadi 0,1 ml. Siapkan tabung ke 6 dan isilah dengan aquades.

Sedangkan 3 tabung yang tersisa isilah dengan masing-masing 10 ml sampel. Ke

dalam setiap tabung tambahkan secara berurutan masing-masing 0,5 gram natrium

tartrat, 5,0 ml buffer, 2,5 gram natrium tiosulfat, 1,0 ml 10 % hidroksilamin

hidroklorida dalam air, dan 2,0 ml 1 % dimetilglioksin dalam etanol. Kocoklah

tabung setiap penambahan suatu reagen.

Dengan menggunakan pipet tambahkan 10 ml kloroform ke dalam setiap

tabung, kemudian lakukan pengocokan selama 3 menit untuk setiap tabung

(tutuplah tabung reaksi dengan penutupnya jika memungkinkan) sehingga terjadi

pendistribusian nikel ke dalam dua fasa yang ada. Kemudian biarkan campuran

untuk beberapa saat agar kedua fasa terpisah sempurna. Pipetlah 5-6 ml lapisan

kloroform, saring dengan kertas filter dan tampung filtratnya ke dalam kuvet

spektronik. Untung mengurangi penguapan tambahkan 5 mm lapisan air ke dalam

kuvet.

5. Pengukuran dengan spektrofotometer

Ukur absorban setiap larutan yang diperoleh dari ekstraksi pada panjang

gelombang 420 nm. Set absorban pada nol dengan menggunakan larutan blank.

Susunlah kurva kalibrasi dari absorban larutan standar yang diplotkan lawan

konsentrasinya. Tentukan persamaan regresi, koefisien korelasinya dan tentukan

konsentrasi sampel berdasarkan kurva yang diperoleh.

V. Hasil Pengamatan

Sifat Fisis

NiSO4 Kristal berwarna hijau tua

Sampel Serbuk, berwarna kuning kehijauan

HNO3 6 M Cair, tidak berwarna, tidak berbau

NaOH 2,5 M Cair, tidak berwarna, tidak berbau

CH3COOH 6 M Cair, tidak berwarna, berbau khas

Na-tartrat Serbuk, berwarna putih

Buffer Cair, tidak berwarna

Na2S2O3 Kristal, tidak berwarna

Hidroksilamin hidroklorida 10 % Cair, tidak berwarna

DMG Cair, tidak berwarna

Kloroform Cairan kental, tidak berwarna, berbau

menyengat

1. Pembuatan larutan standar

Perlakuan Pengamatan

0,45 g NiSO4 + HNO3 Menghasilkan larutan kehijauan

Dipanaskan Warnanya tetap kehijauan

+ NaOH 2,5 M Setelah beberapa lama terbentuk endapan

+ CH3COOH 6 M Endapan melarut

Diencerkan hingga 250 ml Menghasilkan larutan tidak berwarna

Dipipet, diencerkan ke labu ukur 100 ml Menghaskan larutan tidak berwarna

2. Preparasi sampel


0,1 g sampel + HNO3 6 M Menghasilkan larutan tidak berwarna

Dipanaskan Warnanya tetap tidak berwarna

+ NaOH 2,5 M Terbentuk sedikit endapan

+ CH3COOH 6 M Endapan melarut

Diencerkan sampai tanda batas Menghasilkan larutan tidak berwarna

3. Ekstraksi sampel dan blanko


Sampel Blanko

10 ml sampel + Na tartrat Larutan kuning

kecoklatan

Larutan tidak berwarna

+ 5 ml buffer Larutan kuning keruh

kecoklatan


+ Na2S2O3 Larutan kuning keruh

kecoklatan


+ hidroksilamin HCl 10 % Larutan kuning keruh

kecoklatan


+ DMG Membentuk koloid

berwarna merah muda


+ CHCl3 Terbentuk dua fasa

Fasa atas: koloid putih

Fasa bawah: larutan

jingga merah

Terbentuk 2 fasa

Fasa atas: koloid putih

Fasa bawah: larutan tidak

berwarna

4. Pengukuran Absorbansi

Larutan Absorbansi (nm)

Sampel 0.822

Standar 1.5 ml 0.495




Blanko 0.000

Reaksi yang terjadi :

Ni2+ aq + 6H2Ol → [Ni(H2O)6]2+ aq hijau

[Ni(H2O)6]2+ + 2H2DMG aq → Ni(DMG)2 + 2H+ (disosiasi merah)

[Ni(H2O)6]2+ + 2 DMG → 2 OH- + Ni(DMG)2 + 8H2Ol

VI. Perhitungan

Pembuatan Larutan

o NaOH 4M sebanyak 200 ml

M = g

mr x

1000v

4 M = g

40 g/mol x

1000 ml200 ml

g = 32 gram

o Buffer

NaCH3COO , M = 0.5 M , V = 100 ml

CH3COOH , M = 17.49 M

M1 x V1 = M2 x V2

0.5 M x 100 ml = 17.49 M x V2

V2 = 50 / 17.49

V2 = 2.86 ml CH3COOH

V.aquades = 100 ml - 2.86 ml

= 97.14 ml

o CH3COOH 6M , 100%, BJ = 1.05 g/ml, sebanyak 250 ml

M = % . BJ . 10

Mr

= 100 x 1.05 x10

60

= 17.5 M CH3COOH

M1 x V1 = M2 x V2

17.5 M x V1 = 6 M x 250 ml

V1 = 85.71 ml CH3COOH

V.aqudes = 250 ml -85.71 ml

= 164.29 ml

o Hidroksilamin HCl 10 % sebanyak 50 ml

g = 10% x 50 ml

= 5 gram

o HNO3 6 M , 63%, BJ : 1.32 g/mol sebanyak 200 ml

M = % . BJ . 10

Mr

= 63 x 1.32 x 10

63

= 13.2 M

M1 x V1 = M2 x V2

13.2 M x V1 = 6 M x 200 ml

V1 = 90.91 ml HNO3

V.aqudes = 200 ml -90.91 ml

= 109.91 ml

o DMG 1% dalam methanol

1% = 1 gram100 ml

= g DMG100 ml

gram DMG = 1 gram

1gram DMG dilarutkan dalam 100 ml metanol

Pembuatan Larutan standar Ni

ppm standar = 0,45 g250 ml

= 450 mg0,25 L

= 1800 mg/L NiSO4. 6H2O

ppm Ni = Ar∋ ¿Mr NiSO 4 .6 H 2O

x ¿ppm NiSO4. 6H2O

= 59

262.71x 1800 mg/L

= 402.26 ppm

Pengenceran

ppm Ni (2) = V pipetV labu

x ppm Ni (1)

=10 ml

100 ml x 403,802 ppm

= 40,226 ppm

Standar

- 0.1 ml = 0.1 ml10 ml

x 40.226 ppm = 0.40226 ppm

- 0.5 ml = 0.5 ml10 ml

x 40.226 ppm = 2.0113 ppm

- 1.0 ml = 1ml

10 ml x 40.226 ppm = 4,0226 ppm

- 1.5 ml = 1.5 ml10 ml

x 40,226 ppm = 6.0339 ppm

- 0 ml(blanko) = 0 .0ml10 ml

x 40,226 ppm = 0,000 ppm

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

f(x) = 0.117834236563417 x − 0.214666666666667R² = 0.9999050574699

Kurva Larutan Standar Ni

Konsentasi (ppm)

Abso

rban

si (n

m)

Kadar Ni dalam sampel

y = 0.117 x - 0.214

0,822 = 0.117 x - 0.214

x = 1.0360 .117

= 8.855 ppm

Gram Ni dalam sampel

8.855 ppm = 8.855 mg/L

8.855 mg/L= x mg

0,25 L

x mg = 8.855 mg/L x 0,25 L

= 2.214 mg Ni

= 0.002214 g Ni

% Ni dalam sampel

% Ni = berat∋ ¿berat sampel

¿ x 100 %

= 0.00 2214 g

0.1 g x 100 %

= 2.214 %

VII. Pembahasan

Ekstrasi pelarut adalah suatu metode pemisahan berdasarkan transfer suatu zat

terlarut dari suatu pelarut dalam pelarut lain yang tidak saling bercampur. Dalam

percobaan ini bertujuan untuk memisahkan logam Ni dari campurannya dengan ekstrasi

pelarut serta menentukan kadar Ni dalam sampel dengan metode spektrofotometri.

Ni adlah logam yang tidak larut dalam senyawa non polar. Untuk melarutkan

Ni, logam Ni harus diubah menjadi senyawa non polar dengan cara membentuk

menjadi senyawa kompleks. Agen pengoonmpleks atau ligan yang digunakan dalam

percobaan ini yaitu dimetilglioksin. Ion logam Ni 2+ berikatan kovalen koordinasi

dengan DMG menghasilkan senyawa kompleks Ni(DMG)2 agar dapat terekstrasike

fasa organic yang akhirnya menghasilkan senyawa berwarna yang dapat diukur dalam

sperktrofotometer dengan panjang gelombang 420 nm.

Pada perlakuan awal, sampel dipipet sebanyak 10 ml kemudian ditambahkan

pereaksi Na-tartrat untuk membentuk kompleks Fe(III) yang ada dalam campuran.

Selanjutnya ditambahkan 5 ml larutan buffer. Penambahan buffer bertujuan untuk

membuat larutan menjadi sedikit asam karena NI2+ membentuk kompleks dengan

DMG pada suasana sedikit asam dengan kata lain buffer untuk mempertahankan pH

yang ada dalam larutan. Lalu ditambahkan 2,5 gram Na2SO3. Penambahan thiosulfat

tersebut agar larutan membentuk kompleks anionic Cu(S2O3)2- yang tidak terekstrak

dengan kloroform. Kemudian ditambahkan hidroksilamin hidroksida untuk mencegah

oksidasi Ni(DMG)2 menjadi kompleks Ni(V) dengan DMG yang berbeda spectrum

absorbansinya.

Dalam larutan ini senyawa kompleks yang terbentuk tidak hanya Ni(DMG)2

tetapi terdapat juga Cu dan Fe senyawa kompleks. Untuk itu penngukuran absorbansi

pada spektrofotometer dilakukan pada panjang gelombang 420 nm dimana pada

panjang gelombang tersebut spesifik cahya akan menyerap yang ditimbulkan oleh

senyawa kompleks Ni(DMG)2 dan cahaya dari senyawa kompleks lainnya tidak ikut

diserap. Jadi senyawa kompleks yang lain tidak dapat mempengaruhi konsentrasi Ni

yang diperoleh. Proses penyaringan pads ekstrasi ini dilakukan bertujuan agar tidak ada

pengotor yang mengganggu pada saat pengukuran dengan spektrofotometer.

Untuk memperoleh persamaan regresi dengan cara membandingkan konsentrasi

Ni pada volume 0.1,0.5,1.0,1.5 ml dalam ppm dengan absorbansi yag terukurnya

dengan panjang gelombang yang digunakan 420 nm. Sehingga diperoleh persamaan

regresi pada larutan standar yaitu y = 0.117 x - 0.214. kemudian pada sampel juga

dihitung absorbansi nya, diperoleh absorbansi sampel 0.822 nm. Dengan menginputkan

absorbansi sampel pada pesamaan regresi dari kurva larutan standar diperoleh kadar Ni

dalam sampel. Kadar Ni dalam sampel sebesar 8.855 ppm dan sekitar 0.002214 g Ni.

Presentrasi Ni dalam sampel diperoleh dengan membandingkan gram Ni dalam sampel

dengan gram Ni (awal) sehingga diperoleh presentase sebesar 2.214 %.

VIII. Kesimpulan

Ekstraksi pelarut yaitu metode pemisahan yang baik. Ekstraksi yaitu proses

pemisahan suatu komponen dari suatu campuran berdasarkan proses distribusi

terhadap 2 pelarut yang tidak saling bercampur. Proses ekstrasi Ni dapat dilakukan

dengan menambahkan beberapa reagen yaitu Na-Tartrat, buffer, Na-Thiosulfat,

Hidroksilamin HCl, DMG dalam methanol, dan kloroform.

% Ni dalam sampel sebesat 2.214 %. Sedangkan kadar Ni yang diperoleh dalam

sampel sebesar 8.855 ppm.

Daftar Pustaka

Basset,J.Denney,R.C Jefry,G.H Mendhan,J.Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif

Anorganik.Jakarta: EGC.

Day RA. Jr dan Al Underwood.1992. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima. Jakarta :

Erlangga

Harvey David. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw-Hill Comp.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press

Svehla, G. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Mikro.

Jakarta: PT Kalman Media Pustaka

Documents

laporanekstraksipelarut-130529053406-phpapp02