Titrasi redoks

Titrasi reduksi–oksidasi
	Potensiometer, salah satu metode deteksi titik akhir titrasi redoks
Klasifikasi	Titrimetri
Akronim	Titrasi redoks
Reaksi	Reduksi–oksidasi
Jenis metode	Permanganometri; Dikrometri; Bromatometri; Serimetri; Iodometri; Iodimetri; Iodatometri
Analisis terkait	Kompleksometri; Asidi–alkalimetri; Argentometri

Titrasi redoks (juga disebut titrasi reduksi–oksidasi atau redoks volumetri) adalah teknik analisis atau metode yang banyak digunakan yang memungkinkan kita untuk menentukan konsentrasi larutan suatu zat yang dapat bertindak sebagai oksidan atau peredam. Ini adalah jenis titrasi berdasarkan reaksi redoks antara analit (zat yang konsentrasinya ingin kita ketahui) dan zat titran. Volumetri nama mengacu pada pengukuran volume solusi yang digunakan, yang memungkinkan kita untuk menghitung konsentrasi yang diinginkan.^[1]

Dalam titrasi redoks terkadang perlu menggunakan indikator redoks yang mengalami perubahan warna dan atau potensiometer untuk mengetahui titik ekivalen atau titik akhir. Dalam kasus lain, zat yang terlibat sendiri mengalami perubahan warna yang memungkinkan kita untuk mengetahui kapan titik kesetaraan antara jumlah mol oksidan dan peredam telah tercapai, seperti yang terjadi pada iodometri atau permanganometri.

Jenis titrasi redoks yang utama adalah:

Titrasi redoks	Titran
Iodometri	Iodin (I₂)
Bromatometri	Bromin (Br₂)
Serimetri	Garam serium(IV)
Permanganometri	Kalium permanganat
Dikrometri	Kalium dikromat

Dasar-dasar

Dalam oksidimetri, zat yang ditentukan ditentukan untuk bereaksi dengan larutan standar pengoksidasi atau reduksi (reaksi redoks). Segera setelah zat yang ditentukan sepenuhnya teroksidasi atau dikurangi dengan menambahkan larutan standar secara bertahap, setetes larutan standar tidak lagi menemukan pasangan reaksi. Hilangnya zat yang akan ditentukan atau solusi pengukuran yang sekarang berlebih dalam sampel harus diakui sebagai titik akhir dari reaksi agar dapat menentukan jumlah solusi pengukuran yang digunakan hingga titik itu.

Metode yang umum digunakan adalah bromatometri, di mana ion bromin digunakan sebagai zat pengoksidasi:^[2]

{\ce {BrO3- + 5Br- + 6H3O+ -> 3Br2 + 9H2O}}

Proporsi ion bromin (bilangan oksidasi: +5) dan ion bromida (bilangan oksidasi: −1) menjadi bromin (biloks.: 0)

Permanganometri, yang menggunakan ion permanganat sebagai zat pengoksidasi:

{\ce {MnO4- + 5Fe^{2}+ + 8H3O+ -> Mn^{2}+ + 5Fe^{3}+ + 12 H2O}}

Titrasi redoks ion permanganat (biloks: +7) dengan ion besi (II).

serta serimetri, di mana ion serium tetravalen digunakan untuk oksidasi:

{\ce {Ce^{4}+ + Fe^{2}+ -> Ce^{3}+ + Fe^{3}+}}

Oksidasi ion besi(II) dengan ion serium(IV).

Metode kalium dikromat sekarang lebih jarang digunakan, dengan ion dikromat bertindak sebagai zat pengoksidasi:

{\ce {Cr2O7^{2}- + 6 Fe^{2}+ + 14 H3O+ -> 2 Cr^{3}+ + 6 Fe^{3}+ + 21 H2O}}

Disini untuk. B. difenilamina dapat digunakan sebagai indikator redoks. Ini juga dapat dititrasi dengan besi(II) sulfat, tetapi menggunakan garam Mohr (amonium besi(II) sulfat) untuk larutan standar.^[3]

Contoh lain adalah iodometri, di mana salah satu iodin direduksi menjadi iodida, misalnya B. dalam penentuan garam timah(II), atau iodida dioksidasi menjadi iodin, seperti. B. penentuan hidrogen peroksida.

{\ce {Sn^{2}+ + I2 -> Sn^{4}+ + 2I-}}

{\ce {H2O2 + 2 I- + 2 H3O+ -> I2 + 4 H2O}}

Deteksi titik akhir

Autoindikator

Larutan permanganat, MnO₄^-

Larutan mangan(II), Mn²⁺

Autoindikator ini terutama digunakan dalam permanganometri (KMnO₄) dan iodometri (namun, dengan menambahkan pati, karena iodin membentuk kompleks berwarna dengan amilum) karena larutan kalium permanganat dan iodin adalah larutan berwarna.

Selama titrasi langsung, larutan standar yang ditambahkan dihilangkan warna secara kontinu oleh reaksi dengan sampel. Ketika reaksi telah berakhir, sampel telah bereaksi, larutan standar tidak lagi diterapkan dan oleh karena itu noda larutan titrasi.

Indikator redoks

Indikator redoks adalah zat yang teroksidasi atau berkurang dengan sendirinya dan karenanya menunjukkan perubahan warna. misalnya feroin.^[4] Zat non-redoks aktif juga dapat bertindak sebagai indikator, misalnya dalam bromatometri, dekolorisasi dengan penghancuran zat warna menunjukkan titik akhir dari reaksi.

Potensiometri

Selama titrasi redoks, tegangan antara larutan sampel dan elektroda berubah. Dengan metode potensiometri, tegangan yang diukur ini diplot sebagai fungsi dari volume tambahan larutan standar, dan kurva titrasi diperoleh yang dapat dievaluasi secara grafis atau matematis.

Penggunaan

Uji karbohidrat

Pereaksi Benedict (sering disebut larutan kualitatif Benedict atau larutan Benedict) adalah pereaksi kimia dan campuran kompleks natrium karbonat, natrium sitrat dan tembaga(II) sulfat pentahidrat.^[5] Ini sering digunakan sebagai pengganti pereaksi Fehling untuk mendeteksi keberadaan gula pereduksi. Kehadiran zat pereduksi lainnya juga memberikan hasil positif.^[6] Tes semacam itu yang menggunakan reagen ini disebut tes Benediktus. Tes positif dengan pereaksi Benedict ditunjukkan oleh perubahan warna dari biru jernih menjadi merah bata dengan endapan.

Secara umum, tes Benedict mendeteksi keberadaan aldehida, alfa-hidroksi-keton, dan hemiasetal, termasuk yang terdapat pada ketosis tertentu. Jadi, walaupun fruktosa ketosa tidak sepenuhnya merupakan gula pereduksi, ini adalah alfa-hidroksi-keton dan memberikan tes positif karena diubah menjadi glukosa aldosis dan manosa oleh basa dalam reagen.

Tes Benedict beroperasi dengan mereduksi gula yang dipanaskan dengan adanya alkali menjadi spesies pereduksi kuat yang dikenal sebagai enediol. Enediol yang baru terbentuk melanjutkan untuk mengurangi senyawa tembaga (Cu²⁺) yang ada dalam reagen Benedict menjadi senyawa tembaga (Cu +) yang diendapkan sebagai tembaga(I) oksida (Cu₂O) yang tidak larut.^[7]

Uji vitamin C

Vitamin C, yang merupakan agen pereduksi yang baik, hadir, pewarna biru, yang berubah merah muda dalam kondisi asam, direduksi menjadi senyawa tidak berwarna oleh asam askorbat. Reaksi ini adalah reaksi redoks: vitamin C (asam askorbat) dioksidasi menjadi asam dehidroaskorbat, dan DCPIP direduksi menjadi senyawa tidak berwarna DCPIPH₂

Dalam titrasi ini, ketika semua asam askorbat dalam larutan telah habis, tidak akan ada elektron yang tersedia untuk mengurangi DCPIPH dan larutan tetap berwarna merah muda karena DCPIPH. Titik akhir adalah warna merah muda yang bertahan selama 10 detik atau lebih, jika tidak ada cukup asam askorbat untuk mengurangi semua DCPIPH.^[8]

Uji Winkler

Pada langkah pertama, mangan(II) sulfat (48% dari total volume) ditambahkan ke sampel air lingkungan. Selanjutnya, kalium iodida (15% kalium hidroksida 70%) ditambahkan untuk menghasilkan endapan berwarna merah muda-cokelat. Dalam larutan alkali, oksigen terlarut akan mengoksidasi ion mangan(II) menjadi tetravalen.

2 Mn²⁺_(aq)+ O_2(aq) + H₂O_(l) → 2 MnO(OH)_2(s)

Mn telah dioksidasi menjadi 4+, dan MnO(OH)₂ muncul sebagai endapan berwarna cokelat. Ada beberapa ketidakpastian tentang apakah mangan teroksidasi adalah tetravalen atau trivalen. Beberapa sumber mengklaim bahwa Mn(OH)₃ adalah endapan cokelat, tetapi MnO₂ yang terhidrasi juga dapat memberikan warna cokelat.

4 Mn(OH)₂(s) + O₂(aq) + 2 H₂O → 4 Mn(OH)₃(s)

Bagian kedua dari tes Winkler mengurangi (mengasamkan) larutan. Endapan akan larut kembali ke dalam larutan ketika H⁺ bereaksi dengan O²⁻ dan OH^– untuk membentuk air.

MnO(OH)_2(s) +4H⁺_(aq) → Mn⁴⁺_(aq) + 3 H₂O_(l)

Asam memfasilitasi konversi oleh endapan ion iodida yang berwarna coklat dan mengandung mangan menjadi unsur iodin.

Mn(SO₄)₂ yang dibentuk oleh asam mengubah ion iodida menjadi iodin, yang direduksi kembali menjadi ion mangan(II) dalam media asam.

Mn(SO₄)₂ + 2 I⁻(aq) → Mn²⁺(aq) + I₂(aq) + 2 SO₄²⁻(aq)

Tiosulfat digunakan, dengan indikator amilum, untuk menitrasi iodin.

2 S₂O₃²⁻(aq) + I₂ → S₄O₆²⁻(aq) + 2 I⁻(aq)

Titrasi Karl Fischer

Reaksi dasar yang bertanggung jawab untuk kuantifikasi air dalam titrasi Karl Fischer adalah oksidasi belerang dioksida dengan iodin:

H₂O + SO₂ + I₂ → SO₂ + 2HI

Reaksi dasar ini mengkonsumsi tepat satu ekuivalen molar air dengan iodin. Iodin ditambahkan ke larutan sampai ada berlebihan, menandai titik akhir titrasi, yang dapat dideteksi dengan potensiometri. Reaksi dijalankan dalam larutan alkohol yang mengandung basa, yang mengkonsumsi belerang trioksida dan asam hidroiodik yang dihasilkan.^[9]

Sejarah

Titrasi redoks pertama dilakukan oleh François-Antoine-Henri Descroizilles pada tahun 1791 setelah ia menghadiri demonstrasi yang gagal di Rouen menggunakan pemutih klorin.^[10] Dia menemukan bahwa konsentrasi alkali sangat penting untuk keberhasilan pemutih klorin, dan mengembangkan metode titrasi berdasarkan dekolorisasi larutan indigo oleh klorin, dan alat untuk itu, buret yang masih sangat sederhana.^[10] Ini belum memiliki skala, tetapi dihitung dengan cara membuka dan menutup jari.^[11]

Lihat pula

Referensi

^ Kenneth A. Connor (1981) Valoraciones de oxidación-reducción dalam Curso de Análisis farmacéutico: Ensayo del medicamento. Editorial Reverté, hlm. 105. ISBN 8429171134
^ Rao, N. Venkateswara; Rao, K. Mohana (1980). "Oxazine Dyes as Indicators in Bromatometry" (PDF). Proceedings of the Indian National Science Academy. A. Indian National Science Academy. 46 (6): 562–564. ISSN 0370-0046. Diakses tanggal 1 Januari 2024.
^ Jander/Jahr/Knoll: Maßanalyse, Sammlung Göschen Band 221/221a, Walter de Gruyter Berlin 1966.
^ Harris, D. C. (1995). Quantitative Chemical Analysis (edisi ke-4). New York, NY: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-2508-4.
^ Robert D. Simoni; Robert L. Hill & Martha Vaughan (2002). "Benedict's Solution, a Reagent for Measuring Reducing Sugars: the Clinical Chemistry of Stanley R. Benedict". J. Biol. Chem. 277 (16): 10–11. doi:10.1074/jbc.M110516200. PMC 4492735 . PMID 11773074. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2 Juni 2008. Diakses tanggal 1 Januari 2024.
^ Collins Edexcel International GCSEBiology, Student Book (ISBN 978-0-00-745000-8) p.42-43
^ "Carbohydrates - Benedict's Test". dept.harpercollege.edu. Diakses tanggal 1 Januari 2024.
^ VanderJagt DJ, Garry PJ, Hunt WC (June 1986). "Ascorbate in plasma as measured by liquid chromatography and by dichlorophenolindophenol colorimetry". Clin. Chem. 32 (6): 1004–6. PMID 3708799.
^ Tavčar, E., Turk, E., Kreft, S. (2012). Simple Modification of Karl-Fischer Titration Method for Determination of Water Content in Colored Samples. Journal of Analytical Methods in Chemistry, Vol. 2012, Article ID 379724.
^ ^a ^b Axel Johansson (1988). The development of the titration methods : Some historical annotations. Elsevier B. V. hlm. 97–109. doi:10.1016/s0003-2670(00)80834-x.
^ Clément Duval (1951-10). "28". François Descroizilles, the Inventor of Volumetric Analysis. ACS Publications. hlm. 508–519. doi:10.1021/ed028p508. ISSN 0021-9584.

Bacaan lanjutan

(Jerman) G.-O. Müller: Quantitativ-anorganisches Praktikum. 7. Auflage, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt/Main 1992, ISBN 3-8171-1211-4.

[farma-1] Kenneth A. Connor (1981) Valoraciones de oxidación-reducción dalam Curso de Análisis farmacéutico: Ensayo del medicamento. Editorial Reverté, hlm. 105. ISBN 8429171134

[2] Rao, N. Venkateswara; Rao, K. Mohana (1980). "Oxazine Dyes as Indicators in Bromatometry" (PDF). Proceedings of the Indian National Science Academy. A. Indian National Science Academy. 46 (6): 562–564. ISSN 0370-0046. Diakses tanggal 1 Januari 2024.

[3] Jander/Jahr/Knoll: Maßanalyse, Sammlung Göschen Band 221/221a, Walter de Gruyter Berlin 1966.

[4] Harris, D. C. (1995). Quantitative Chemical Analysis (edisi ke-4). New York, NY: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-2508-4.

[5] Robert D. Simoni; Robert L. Hill & Martha Vaughan (2002). "Benedict's Solution, a Reagent for Measuring Reducing Sugars: the Clinical Chemistry of Stanley R. Benedict". J. Biol. Chem. 277 (16): 10–11. doi:10.1074/jbc.M110516200. PMC 4492735 . PMID 11773074. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2 Juni 2008. Diakses tanggal 1 Januari 2024.

[Collins-6] Collins Edexcel International GCSEBiology, Student Book (ISBN 978-0-00-745000-8) p.42-43

[7] "Carbohydrates - Benedict's Test". dept.harpercollege.edu. Diakses tanggal 1 Januari 2024.

[8] VanderJagt DJ, Garry PJ, Hunt WC (June 1986). "Ascorbate in plasma as measured by liquid chromatography and by dichlorophenolindophenol colorimetry". Clin. Chem. 32 (6): 1004–6. PMID 3708799.

[9] Tavčar, E., Turk, E., Kreft, S. (2012). Simple Modification of Karl-Fischer Titration Method for Determination of Water Content in Colored Samples. Journal of Analytical Methods in Chemistry, Vol. 2012, Article ID 379724.

[Johansson1988-10] Axel Johansson (1988). The development of the titration methods : Some historical annotations. Elsevier B. V. hlm. 97–109. doi:10.1016/s0003-2670(00)80834-x.

[Duval-11] Clément Duval (1951-10). "28". François Descroizilles, the Inventor of Volumetric Analysis. ACS Publications. hlm. 508–519. doi:10.1021/ed028p508. ISSN 0021-9584.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]