bab ii konduktometri 3

7/24/2019 BAB II Konduktometri 3

1/16

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori

II.1.1 Teknik Analisis Elektrokimia

Sebagian besar metode analitik didasari pada sifat-sifat elektrokimia

larutan. Bila pada suatu elektrolit dicelupkan dua buah elektroda

kemudian dihubungkan dengan rangkaian listrik luar, maka arus akan

mengalir melalui larutan bila suatu baterai diletakkan pada rangkaian luar,

atau sistem elektrolit dengan kedua elektrodanya sebagai suatu sel akan

berperanan sebagai sumber energi dan akan menghasilkan arus yang

akan mengalir ke rangkaian luar (Khopkar, 2014).

Efek ini bergantung pada: (a) sifat dan komposisi larutan, (b) materi

elektroda, (c) ukuran dan jarak elektroda, (d) kehomogenan, (e)

temperature, (f) sifat rangkaian luar, dan (g) arah aliran arus pada

rangkaian (Khopkar, 2014).

Berbagai metode kimia analitik dapat diklasikasikan sebagai

berikut : potensiometri, !oltametri dan polarogra, coulometri,

konduktometri, oscillometri, kronopotensiometri, dan pemisahan dengan

potensial terkendali (Khopkar, 2014).

"engesanan elektrokimia kaedah yang berkaitan terdiri daripada dua

kaedah yaitu kaedah konduktometri yang berdasarkan kepada

pengesanan ion apabila arus latar belakang pengelusi rendah dan kaedah

amperometri dan kulometri yang berdasarkan kepada pengoksidaan dan

penurunan analit (pengelusi berkekonduksian tinggi). #elebihan utama

pengesan elektrokimia ialah kepekaannya terhadap kumpulan-kumpulan

berfungsi tertentu (Sanagi, 2001).

II.1.2 Metode Konduktometri

"ada metode konduktometri ini digunakan dua buah elektroda inert

dan konduktansi elektrolit antara kedua elektroda ini diukur. Biasanya

digunakan tenaga listrik arus bolak-balik dan alat penyetimbang jembatan

$heatstone (Khopkar, 2014).

%%-&


2/16

'aboratorium nalisa %nstrumen"rogram Studi * +eknik #imia

+%-%+S

Tinjauan Pustaka

am!ar II.1 lat #onduktometer

Elektroda disebut inert bila ia tidak berperan serta secara langsung

dalam reaksi kimia. ontoh elektroda inert adalah "t, u, . Sedang

elektroda aktif adalah elektroda yang terbuat dari suatu unsur dan berada

dalam kesetimbangan dengan ion unsur tersebut dalam larutan, g, g,dan hidrogen misalnya adalah elektroda aktif (Khopkar, 2014).

Bab ini akan membicarakan sifat-sifat listrik suatu larutan yang tidak

tergantung pada reaksi elektrodanya. /enurut hukum 0hm

% 1 arus dalam ampere2

E 1 tegangan dalam !olt2

3 1 tahanan dalam ohm

ukum diatas berlaku bila difusi dan reaksi elektroda tidak terjadi.

#onduktansi sendiri didenisikan sebagai kebalikan dari tahanan sehingga

Satuan dari hantaran (konduktansi)

adalah mho. antaran ' suatu larutan

berbanding lurus pada luas permukaan

elektroda a, konsentrasi ion persatuan !olume

larutan i, pada hantaran ekui!alen ionik

i, tetapi berbanding terbalik dengan jarak elektroda d, sehingga :

II"2

I = EL


3/16

'aboratorium nalisa %nstrumen"rogram Studi * +eknik #imia+%-%+S

Tinjauan Pustaka

+anda menyatakan bah$a sumbangan berbagai ion terhadap

konduktansi sifatnya aditif. #arena a dan d dalam satuan cm, maka

konsentrasi tentunya ml. bila konsentrasi dinyatakan dalam normalitas,

maka harus dikalikan faktor &444. 5ilai d6a 1 merupakan faktor geometri

selnya dan nilainya konstan untuk suatu sel tertentu sehingga disebut

sebagai tetapan sel(Khopkar, 2014).

Seperti

Selain hantaran ekui!alen ionik, dikenal pula hantaran ekui!alen ,

yang nilainya 1 t, sedang kondukti!itas spesik didenisikan sebagai :

+etapan sel dapat ditentukan secara eksperimental denganpersamaan tersebut, dimana pengukuran hantaran dilakukan pada larutan

yang diketahui hantaran spesiknya. "ada umumnya, #l digunakan

sebagai larutan pembanding (Khopkar, 2014).

5ilai konduktansi spesik (#) pada 74o pada konsentrasi berbeda-

beda ialah 8&,* g6kg 1 4,&&&*9 mho cm-&2 8,9& g6kg 1 4,4&7;< mho cm-&2

4,89 g6kg 14,44&94 mho cm-&. antaran elektrolit merupakan besaran

yang tergantung pada temperature. Berarti pengukuran harus dilakukanpada temperature yang tetap. Biasanya semua pengukuran dibuat 7 dan diperlukanpengocokan yang esien. Biasanya digunakan satu jembatan $heatstone

II"#


4/16


+%-%+S

Tinjauan Pustakayang dimodikasi untuk melakukan penentuan hantaran elektrolit (') yang

beroperasi pada sumber energi (arus bolak-balik) yang diperlihatkan

pada gambar. 3*3?adalah tahanan @ tahanan geser yang dapat di atur

nilai perbandingannya, dan dapat diatur sedemikian rupa sehingga 3& 1

3*3A adalah tahanan@tahanan geser yang dapat diatur nilai

perbandingannya, dan dapat diatur sedemikian rupa sehingga 3&1372 3A

adalah tahanan sel penghantarnya sedang 3*adalah tahanan standart. 3A

dibuat pararalel dengan A2 ini menyebabkan pergeseran fase pada

potensial bolak-balik sepanjang 3A2 disetimbangkan oleh kapasitor .

#ondisi kesetimbangan ini dapat diamati dengan seksama dengan

menggunakan gal!anometer , maupun earphone. Suatu kondisi

kesetimbangan terbentuk bila output (keluaran) dari amplier, ataupunsuara dalam earphone mempunyai nilai nol (Khopkar, 2014).

am!ar II.2embatan Wheatstone

II.1.$ A%likasi Analitik

"engukuran-pengukuran hantaran biasanya dilakukan pada larutan

berair (70 adalah penghantar buruk). "ada konsentrasi tinggi, kenaikan

konsentrasi menyebabkan naiknya hantaran secara linear. %ni akan

memiliki maksimum, untuk selanjutnya menurun (Khopkar, 2014).

ontoh aplikasinya, misalkan analisis kandungan 507.70 dalam

asam nitrit berasap. antaran diukur pada 50* sebelum dan sesudah

pengolahan dengan #50*. ir alam serta air pendingin dalam industri juga

umumnya ditentukan hantarannya #50*. %ni merupakan prosedur yang

cepat dan baik untuk melakukan analisis air (Khopkar, 2014).

II"$


5/16


Tinjauan Pustakaan juga bermanfaat untuk penentuan amoniak dalam materi

biologis, dimana amoniak dikeluarkan kemudian ditampung dalam *B0*.

#emudian hantaran spesikasinya diukur. %ni juga digunakan untuk

menentukan ion-ion spesik pada ligkungan ion-ion yang lain yang mudah

diendapkan, sedangkan ion spesik itu sendiri kelarutannya kecil. 5ilai #

ditentukan sebelum dan sesudah penambahan reagen pengendap

(Khopkar, 2014).

II.1.& Titrasi Konduktometri

+itrasi konduktometri adalah titrasi yang titik akhirnya disimpulkan

dari data hantaran elektrik (Pudjaatmaka, 2002).

+itrasi konduktometri merupakan salah satu dari sekian banyakmacam-macam titrasi. i dalam titrasi konduktometri ini tidak terlalu

berbeda jauh dari titrasi-titrasi yang lainnya, yang membedakan biasanya

hanya terdapat bagaimana cara untuk mengetahui titik eki!alen dari

larutan itu. #alau kita menggunakan titrasi !olumetri yang biasa kita

praktikum sebelumnya titik eki!alen diketahui ketika terjadi perubahan

$arna, >at itu akan mengalami perubahan $arna bila >at itu dalam

keadaan setimbang (Ale, 2012).=ntuk mempermudah kita untuk melihat >at itu sudah mencapai

eki!alen maka digunakan indikator. +etapi banyak sekali para praktikan

yang merasa kesulitan untuk menentukan dengan tepat titik eki!alen

dengan menggunakan titrasi !olumetri ini. +itik eki!alen dapat kita ketahui

dari daya hantar dari larutan yang kita ukur, jika daya hantar sudah

konstan berarti titrasi sudah mencapai eki!alen. +itrasi ini juga tidak perlu

menggunakan indikator (Ale, 2012).

II"&


6/16


+%-%+S

Tinjauan Pustaka

am!ar II.# #ur!a +itrasi

Biasanya konduktometri merupakan prosedur titrasi, sedangkan

konduktometri bukanlah prosedur titrasi. /etode konduktansi dapat

digunakan untuk mengikuti reaksi titrasi jika perbedaan antarakonduktansi cukup besar sebelum dan sesudah penambahan reagen.

Selama pengukuran yang berturut-turut jarak elektroda harus tetap.

antaran sebanding dengan konsentrasi larutan pada temperatut tetap,

tetapi pengenceran akan menyebabkan hantarannya tidak berfungsi

secara linear lagi dengan konsentrasi (Khopkar, 2014).

+itrasi asam lemah terhadap basa lemah dapat dengan mudah

dilaksanakan secara konduktometri. "ada titik ekui!alen hantaran turun

pada tingkat yang paling rendah. Sebagai contoh, titrasi gS09!s Bal7

dapat dititrasi secara konduktometris sampai titik akhir, yaitu dengan

terbentuknya BaS09secara kuantitatif (Khopkar, 2014).

+itrasi ini sangat berguna bila hantaran sebelum dan sesudah reaksi

cukup banyak berbeda. /etode ini kurang bermanfaat untuk larutan

dengan konsentrasi ionik terlalu tinggi, misalkan titrasi e*C dengan

#/n09, dimana perubahan hantaran sebelum dan sesudah titik ekui!alen

II"'


7/16


Tinjauan Pustakaterlalu kecil dibandingkan dengan besarnya konduktansi total (Khopkar,

2014).

II.1.' ra(k Titrasi Konduktometri

+itrasi konduktometri sangat sesuai untuk asam atau basa lemah,

karena penggunaanpotensiograph atau titroprocessor dengan elektroda

kaca menghasilkan titik akhir yang kurang jelas. 5amun titrasi

konduktometri tidak dapat dilakukan dalam cuplikan yang mengandung

konsentrasi ion lain yang tinggi, karena titik akhir menjadi kurang tajam.

+itrasi konduktometri sangat berguna untuk melakukan titrasi

pengendapan (!ni, 2012).

#euntungan titrasi konduktometri adalah grak titrasi seluruhnyadigunakan untuk menentukan titik akhir sedangkan pada kur!a titrasi

potensiometri titik akhir ditentukan dari bentuk grak dekat titik akhir

saja. #epekaan cara konduktometri jauh lebih baik. +itrasi konduktometri

masih memberi titik akhir yang jelas untuk asam atau basa lemah dalam

konsentrasi encer, sedangkan dengan potensiometri titik akhir tidak jelas

lagi (!ni, 2012).

II.1.) Titrasi %ada *rekuensi Tin++i

ara-cara konduktansi tergantung pada pergerakan ion dalam suatu

medan listrik. "emakaian arus dapat menghindarkan pengendapan

elektrokimia, karena setiap arus berubah arahnya. %on yang sudah

terendapkan akan terlarut kembali. #ecepatan ion terendapkan ataupun

terlarutkan kembali dapat diatur dengan mengatur frekuensi arus bolak-

balik ini. engan frekuensi tinggi diharapkan ion-ion tidak mempunyai$aktu yang cukup untuk mencapai kecepatan maksimumnya. "ada

keadaan tersebut terbentuklah fenomena polarisasi molekular. Seperti kita

ketahui pada suatu molekul diberikan medan listrik daru luar, maka

elektron dalam molekul tersebut cenderung bergerak kearah elektroda

positif, sedangkan inti cenderung ke arah yang berla$anan. kibatnya

terjadi distorsi pada molekul tersebut. Efek ini sifatnya temporer dan

menghilang bila medan dari luar dihilangkan (Khopkar, 2014).

II")


8/16


+%-%+S

Tinjauan PustakaBeberapa molekul memiliki suatu dupol listrik yang permanen (yaitu

pusat muatan positif dan negatif terpisah pada jarak tertentu),

misalkan70, *00 (aseton), l*, nitroben>ena. Sedangkan

molekul-molekul 9, l9, ;;, p-dinitro ben>ena tidak mempunyai

momen d$i kutub. iba$ah pengaruh medan, listrik molekul polar

mengorientasikan dirinya sedemikian rupa ke arah kutub-kutub yang

berla$anan. adi selain distori akibat polarisasi secara temporer pada

molekul tersebut, terdapat pula polarisasi orientasi (Khopkar, 2014).

#edua tipe polarisasi ini yaitu polarisasi orientasi dan polarisasi

distorsi menghasilkan suatu arus listrik pada $aktu yang sangat pendek

bila diberi medan listrik. rus ini mengalir pada $aktu yang sangat

pendek. pabila medan yang diberikan sangat besar frekuensinya yaitusuatu frekuensi radio, maka polarisasi menjadi jauh lebih berarti sehingga

arus hantaran menjadi cukup besar untuk dihitung (Khopkar, 2014).

Biasanya sampel diletakkan diantara dua plat kapasitor yang

frekuensinya sedemikian rupa sehingga sampel dapat beresonansi

denmgan medan tersebut yang dinyatakan dalam bentuk absorbsi energi.

nalisis secara biner secara langsung dapat dilakukan dengan kur!a

kalibrasi, sedangkan kelebihan dari cara ini adalah kita tidak memerlukansuatu elektroda (Khopkar, 2014).

II.1., Be!era%a -u!un+an Pentin+ Daa -antar /istrik

&. +ahanan (3)

/enurut /askur, 74&7, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya,

daya hantar listrik (D) memilikihubungan yang berbanding terbalik

dengan tahanan (3), sehingga daya hantar listrik memiliki satuan

-&

.

RG

1= , dengan 3 dalam ohm ( ).

7. aya hantar jenis

/enurut /askur, 74&7, dalam arus listrik di alirkan kedalam suatu

larutan elektrolit,maka daya hantar listrik (D ) berbanding lurus dengan

permukaan elektroda () dan berbanding terbalik dengan jarak kedua

elektroda(

) .

1

AKG = .

II",


9/16


Tinjauan Pustakaengan # adalah dalam satuan -&cm @&.

*. aya antar 'istrik ()

/enurut /askur, 74&7, kemampuan suatu >at terlarut untuk

menghantarkan arus listrik disebut sebagai daya hantar eki!alen,

dimana sebagai daya hantar eki!alen, dimana sebagai daya hantar &

gram eki!alen >at terlarut yang berbeda diantara dua elektroda dengan

jarak biasanya berkisar & cm. Sedangkan untuk berat eki!alen adalah

berat molekul dibagi dengan jumlah muatan positif atau negatif

9. aya antar Eki!alen pada "engenceran +ak Berhingga

/enurut /askur, 74&7, kenaikan kondukti!itas molar sesiai teori

rchenius, diakibatkan oleh kenaikan derajat disosiasi dan nilai

batasnya sesuai dengan disosiasi sempurna. 5ilai batas kondukti!itasdinyatakan dengan o dan nilai kondiukti!itas pada dinyatakan

dengan c. "ada elektrolit kuat hubungan antara daya hantar ekui!alen

dan akar konsentrasi adalah linier. =ntuk elektrolit lemah, hubungan

antara daya hantar ekui!alen dan akar konsentrasi, tidak lurus

sehingga untuk mengukur o secara langsung sukar untuk dilakukan.

"ada saat pengenceran yang tidak terhingga antar aksi ion-ion tidak

ada, daya hantar antara terdiri dari jumlah daya hantar ekui!alen ionmasing-masing

o 1 Co C -o

#eterangan :

oC , o- 1 daya hantar ekui!alen ion dari anion dan kation saat

pengenceran tak terhingga.

danya perbedaan harga daya ekui!alen ion dari berbagaidisebabkan utamanya karena perbedaan ukuran ion-ion dan derajat

hidronasi. aya hantar ekui!alen ion merupakan ukuran dari mobilitas

suatu ion diba$ah pengaruh kekuatan medan listrik dan ukuran

kemampuan penghantaran arus. ontoh daya hantar arus elektrolit kuat

(5atrium klorida).

II.1.0 Pemilian Elektroda

II"0


10/16


+%-%+S

Tinjauan Pustakaungsi elektroda adalah menghantarkan tegangan listrik dan

mengerosi benda kerja menjadi bentuk yang diinginkan. Bahan elektroda

yang berbeda memberikan pengaruh yang sangat besar terhadap proses

pemesinan. Beberapa elektrode menghilangkan benda kerja secara esien

tetapi keausannya tinggi, elektrode yang lain memiliki keausan rendah

tetapi kemampuan menghilangkan benda kerja sangat lambat (Seprianto,

2011).

/enurut Seprianto, 74&&, ketika memilih bahan elektroda dan

merencanakan cara pembuatannya, faktor-faktor berikut harus

diperhitungkan:

arga bahan elektroda. #emudahan pembuatan6membentuk elektroda. enis dari hasil yang diinginkan (misalnya kehalusan).

Besaran keausan elektroda.

umlah elektroda yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah

benda kerja.

#ecocokan jenis elektroda dengan jenis pengerjaan

umlah lubang penyemprot (ushing holes), jika diperlukan

II.1.1 Jenis Baan Elektroda

/enurut Seprianto, 74&&, jenis bahan elektroda bahan elektrodadibagi menjadi dua macam, yaitu: logam dan graphite. "ada saat ini ada

lima macam elektrode, yaitu: kuningan ("rass), tembaga (copper),

tungsten, seng (#inc), dan graphite. Selain itu, beberapa elektrode

dikombinasikan dengan logam yang lain agar dapat digunakan secara

esien, yaitu:

&. kuningan dan seng,7. tembaga dan tellurium,

*. tembaga, tungstendan perak

"ada a$alnya, kuningan digunakan sebagai elektrode $alaupun

keausannya tinggi. khirnya, E/ menggunakan tembaga dan paduannya

untuk meningkatkan rasio keausan. /asalah yang muncul dengan

tembaga adalah karena titik cairnya sekitar &.4F


11/16


Tinjauan Pustaka"enelitian menunjukan bah$a elektrode graphite memiliki laju yang

lebih besar dalam menghilangkan bagian benda kerja dibandingkan

dengan keausannya sendiri. $raphite tidak mencair di celah elektroda,

pada sekitar temperatur *.*


12/16


+%-%+S

Tinjauan Pustaka

am!ar II.$+embaga am!ar II.&$raphite

am!ar II.'+embaga batangan am!ar II.)rass

tu"ing

II.1.11 Tem!a+a

+embaga mempunyai kondukti!itas

termal *F $atts6m4, dan koesien ekspansi

thermalnya &;.F ppm64. 'ogam tembaga

digunakan secara luas dalam industri

peralatan listrik. #a$at tembaga dan paduan tembaga digunakan dalam

pembuatan motor listrik, generator, kabel transmisi, instalasi listrik rumah

dan industri, kendaraan bermotor, konduktor listrik, kabel, tabung

micro*a+e, sakelar, bidang telekomunikasi, dan bidangbidang yang

membutuhkan sifat kondukti!itas listrik dan panas yang tinggi, seperti

untuk pembuatan tabung-tabung dan klep di pabrik penyulingan

(Seprianto, 2011).

+embaga adalah unsur kimia dasar dengan $arnah kemerahan dan

mempunyai konduktitas listrik yang baik. "roduk tembaga berupa kabel

II"12


13/16


Tinjauan Pustakalistrik, peralatan rumah tangga, pipa dan tabung, radiator mobil, dan

sebagainya. +embaga juga digunakan sebagai pigmen dan penga$et

untuk kertas, cat, tekstil, dan kayu. +embaga juga dapat dikombinasikan

dengan seng untuk menghasilkan kuningan dan timah untuk

menghasilkan "ron#e (Seprianto, 2011).

+embaga pertama kali digunakan sejak &4.444 tahun yang lalu.

Sebuah liontin tembaga pada sekitar F.844 B.. ditemukan di %rak utara.

merika Serikat dan hile adalah negara-negara penghasil tembaga,

diikuti oleh 3usia, #anada, dan ina. +embaga jarang ditemukan di alam,

tetapi biasanya bercampur dengan bahan kimia lain dalam bentuk bijih

tembaga. da sekitar &< bijih tembaga ditambang secara komersial di 94

negara di seluruh dunia. Hang paling umum dikenal sebagai bijih sulda dimana tembaga secara kimia$i terikat dengan belerang. dikenal sebagai

bijih (Seprianto, 2011).

II.1.12 Kar!on

rang aktif adalah karbon non grat yang dapat dihasilkan dari

semua bahan yang mengandung karbon seperti batubara, kayu, sekam

padi, tempurung kelapa dan sebagainya (Asari, 2011).#arbon dengan ukuran 744 mesh dan kadar &,8I mempunyai

modulus tarik tinggi, densitas 7.7;8 gr6cm*, kondukti!itas thermalnya 7

kali tembaga, dan koesien ekspansi thermal sangat kecil yaitu -&.at pengaktifnya,

suhu dan $aktu. 5amun dilihat dari hasilnya sampai saat ini masih belum

memuaskan dan masih ada peluang untuk meningkatka alam hal ini

peneliti melihat adanya peluang untuk memperbaiki kualitas karbon aktif

melalui pengontrolan kenaikan suhu melalui pemanasan lambat (slo*

heating ).

"enelitian ini terdiri dari beberapa tahap yaitu :&. +ahap persiapan meliputi persiapan bahan, penggerusan, perancangan

pemanas dengan suhu dan $aktu yang terkontrol2

7. +ahap karbonisasi dilakukan secara kontinu mulai dari pengeringan

sampai karbonisasi. "ada tahap pengeringan dan karbonisasi, gradien

kenaikan suhu dan lama pemanasan di!ariasikan. Setalah karbonisasi

kemudian dilaksanakan pengaktifan secara kimia baik untuk sampel

dengan pemanasan slo* heating maupun pemanasan biasa. Setelahtempurung kelapa dibersihkan dan dikeringkan, langkah selanjutnya

adalah karbonisasi. Suhu karbonisasi maksimum adalah ;


16/16


Tinjauan Pustaka9. +ahap karakterisasi untuk melihat kualitas karbon aktif dari sampel.

#arakterisasi yang dilakukan adalah karakterisasi kimia dan karakterisasi

sika. #arakterisasi kimia meliputi kadar air, kadar debu dan daya jerap

ion . #arakterisasi sika meliputi daya hantar listrik dan massa jenis.

#arakterisasi sifat sika meliputi ?3, SE/, daya hantar listrik dan massa

jenis. "engukuran ?3 dan SE/ dilakukan di Bandung, sedangkan

pengukuran daya hantar listrik dan massa jenis dilakukan di 'aboratorium

Balai %ndustri /anado.

+ingginya kadar karbon terikat dari arang aktif dalam penelitian ini

dikarenakan ingginya kandungan karbon dalam tempurung kelapa sebagai

bahan utama dalam pembuatan arang aktif. asil diatas menunjukkan

adanya peningkatan kadar karbon terikat seiring dengan turunnya lajupemanasan yang $alaupun tidak terlalu signikan.

alam aplikasi daya jerap iod merupakan !ariabel yang sangat

dominan dalam penentuan kualitas arang aktif tersebut. #enaikan daya

jerap yang teratur seiring dengan laju pemanasan yang semakin lambat.

#esimpulan dari penelitian ini adalah :

&. idapatkan alat pemanas dengan pengontrol suhu type "?3-9, tungku

pemanas berbentuk silinder dan didapatkan riak &4 saat suhudipertahankan pada suhu F44 dan suhu &444 beberapa saat.

7. #ecepatan pemanasan yang paling baik pada pembuatan arang aktif

saat karbonisasi adalah dengan laju pemanasan

bab ii konduktometri 3

Documents