16036029 Yuliana Arianti Tugas Elektroanalisis 2.docx

NAMA

: YULIANA ARIANTI

NIM

: 16036029

PRODI

: KIMIA NK B

MATKUL

: ELEKTROANALISIS

TUGAS KE -2

1) Cari 3 buah desain atau cara membuat elektroda ion selektif? Jawab : a. Pembuatan dan karakterisasielektroda selektif ion Pb2+ jenis kawat perak terlapis dengan ionofor1,10-dibenzyl-1,10-diaza-18-crown-6 Pembuatan elektroda selektif ion (ESI) diperlukan ionofor yang selektif, bersifat lipofil sehingga larut dalam membran dan memberikan reaksi yang reversibel dengan ion target. Penentuan timbal secara potensiometri menggunakan elektroda selektif ion terdapat dua jenis, diantaranya jenis tabung bermembran polimer dengan menggunakan larutan pembanding dalam (inner solution) yang telah banyak diteliti. Metode ini menggunakan berbagai variasi membrandan ionofor, diantaranya membran polimer selulosa dengan ionofor fosfat organik 2-ethylhexyl phosphoric acid(D2EHP) membran PVC dengan ionofor dimetylen bis(4-methylpiperidine dithiocarbamat) membran PVC dengan masing-masing ionofor 8-crown-6 ether, dibenzo-18-crown-6-ether, 4',4''(5'')-ditert-butyldibenzo-18-crown-6-ether(dbdb-18-6). Pembuatan ESI-Pb2+ bermembran PVC tipe tabung dengan variasi anionic setelah dilakukan. Elektroda jenis tabung ini memiliki kekurangan, yaitu rawan terjadi kebocoran pada Analisis timbal secara voltametri juga membrannya dan memerlukan larutan pembanding dalam yang relatif lebih sulit dalam pembuatannya. Ionofor ini juga telah digunakan untuk sensor ion Hg2+secara voltametri. Elektroda jenis kedua adalah elektroda selektif ion jenis kawat perak terlapis. Elektroda jenis kedua ini yang dikerjakan dalam penelitian dikarenakan mempunyai kelebihan, pembuatannya mudah dan tidak memerlukan larutan pembanding dalam. Pada penelitian ini dibuat sensor Pb2+jenis kawat perak terlapis menggunakan ionofor senyawa 1,10dibenzyl-1,10-diaza-18-crown-6yang merupakan ligan untuk penentuan logam timbal. Beberapa hal yang berpengaruh terhadap kinerja elektroda antara lain, komposisi membran dan pH larutan, pengaruh parameter pengukuran serta kinerja sensor dipelajari Cara Pembuatan membran Membran dibuat dengan mencampur matriks dasar PVC, plasticizer NPOE dengan perbandingan yang sama, bahan aktif ionofor 1,10-dibenzyl-1,10-diaza-18crown-6dan anionic siteKTCPB dengan komposisi berbeda-beda yang dilarutkan dalam

pelarut THF. Adapun komposisi membran yang dibuat terlihat pada Tabel 1. Penimbangan dilakukan secara berurutan mulai dari NPOE, PVC, KTCPB dan1,10dibenzyl-1,10-diaza-18-crown-6.Kemudian dilakukan pencampuran dan pengadukan terhadap PVC, NPOE, KTCPB dan 1,10-dibenzyl-1,10-diaza-18-crown-6dengan penambahan THF sampai homogen. Membran ini siap dilapiskan pada elektroda kawat perak. Pembuatan elektrodaBadan elektroda dibuat dari kawat perak dengan diameter 1 mm sepanjang 10 cm. Pada salah satu ujung dibuat berbentuk bola dengan diameter 4 mm. Pada ujung ini yang dilapisi membran, sedang pada ujung yang lain dibiarkan terbuka. Badan elektroda dilapisi dengan plastik polietilen atau kaca. Bagian ujung perak berbentuk bola kemudian dicelupkan pada membran yang telah dibuat. Membran yang telah menempel pada elektroda tersebut selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 50 oC selama 12 jam dan kemudian direndam dalam larutan Pb2+ 0,1 M selama 12 jam agar ion Pb2+dapat ter-khelasi secara tetap dalam komponen membran. dalam larutan Pb2+ 0,1 M selama 1 jam. b. Pembuatan Ion Selektif Elektroda Menggunakan Ionofor Dtodc Untuk Penentuan Merkuri (ISE-Hg) Sintesis ionofor turunana azocrown dilakukan dengan mengikuti mengikuti prosedur yang dilakukan Yang, dkk (1980), Situmorang (2005), dan Situmorang dkk (2006). Langkah sintesis dilakukan melalui reaksi substitusi senyawa 1,4,10,13tetraoksa-7,16-diazosiklooktadecana (DC) dengan 2-tiofenilkarbonil klorida dilarutkan dalam pyridin dan tetrahidrofuran lalu direfluks. Hasil refluks diekstrak dengan kloroform dan dicuci dengan HCl dan aquades. Hasil ekstrak ditambahkan Na2SO4, kemudian disaring diuapkan dan dimurnikan secara rekristalisasi. Membran dibentuk sesuai dengan ukuran elektroda menghasilkan ISE-Hg dan dirangkai dengan deteksi potensiometri (ISE-Hg versus elektroda referensi Ag/AgCl). Uji respon ISEmerkuri terhadap merkuri dilakukan dengan membuat larutan buffer fosfat 0,01 M, pH 5,0 menggunakan larutan standar Hg2+.

c. Desain Elektroda Selektif Ion Untuk Logam Timbal(Ii) (Esi-Pb(Ii)) Menggunakan Ionofor P-T-Butilkaliks[4]Arena Pembuatan larutan standar Pb(II) 10-1 – 10-9 M Sebanyak 33,12 g Pb(NO3)2 ditimbang dengan teliti lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan dilarutkan dengan aquadest hingga tepat volumenya. Selanjutnya larutan ini diencerkan secara bertingkat dari konsentrasi 10-1 – 10-9 M. Pembuatan membran cair berpendukung PVC Membran cair berpendukung PVC dibuat dengan cara melarutkan sejumlah senyawa dengan berbagai perbandingan berat tertentu menurut prosedur Fakhari dkk.

(1997) yang terdiri dari: senyawa ionofor, yaitu senyawa turunan p-t-butilkaliks[4]arena (20,5 mg, 6,0 % berat), plasticizer dioktil sebakat (DOS) (184,6 mg, 59,5 % berat), dan PVC (105,3 mg, 34,2 % berat) dengan THF (5 mL) dalam botol 10 mL lalu campuran diaduk merata. Dalam penelitian ini dilakukan berbagai perlakuan variasi komposisi seperti disajikan pada tabel 1. Tabel 1. Komposisi ESI dengan Ionofor : No Ionofor 1. 2 % 2. 3 % 3. 4 % No

Ionofor

KTCPB

DOS

PVC

1.

2%

3%

60 %

35 %

2.

3%

2%

60 %

35 %

3.

4%

1%

60 %

35 %

Desain elektroda kawat terlapis (EKT) Kawat tembaga (Cu) terlapis dengan plastik dipotong dengan ukuran: panjang 5 cm dan diameter 1,5 mm. Kawat ini disambungkan dengan kawat platina (Pt) berukuran: panjang 2,5 cm dan diameter 0,2 pateri menggunakan kawat timah (Sn). Tip biru u badan elektroda. Pada masing parafilm sebagai penahan kawat Cu dan kawat Pt (Wahab, elektroda ini siap digunakan untuk pengukuran potensial dengan cara menjepit kawat Cu pada kabel koaksial yang dihubungkan ke potensiometer yang dibuat sedemikian rupa sehingga

Gambar 2. Desain elektroda kawat terlapis (EKT)

2) Turunan persamaan donnan Jawab :

∆G = -nFE Dengan ketentuan n adalah jumlah mol electron yang terlibat di dalam reaksi. Jika semua pereaksi dan zathasil ada pada keadaan standar, ini menjadi ∆G0 = -nFE0 Maka -nFE = -nFE0 + 2,3 RT log {[C][D]/[A][B]} Jika kedua ruas pada persamaan ini dibagi dengan – nF, Maka, E = E0 – 2,3{(RT)/nF} log{[C][D]/[A][B]} Persamaan terakhir merupakan bentuk persamaan Nernst yang paling umum. Ingat bahwa pada kesetimbangan, ∆G = 0, maka E = 0, dan suku logaritmik merupakan tetapan kesetimbangan. Sehingga, ∆G0 = -2,3 RT log K Atau E0 = {(0,0591)/n} log K 3) Pada rumus 𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑥0𝑛+ /𝑥 −

0,0592 1 log 𝑎𝑥𝑛+ 𝑛

= 𝐸𝑥0𝑛+/𝑥 +

0,0592 𝑛

𝑙𝑜𝑔𝑎𝑥 𝑛+ , kenapa 1 dan kenapa

0,0592 ?



Kenapa menjadi 1? E ind = E0 xn+/x – 0.0592 / n log 1/axn+ Karena logam merupakan padatan sehingga aktivitas logamnya 1.



Kenapa 0,059? Karena berdasarkan perhitungan diketahui nilai konstanta R = 8,314 j/mol K, pada suhu kamar yaitu 250C (2980K) , dan tetapan faraday sebesar 96500 C. Sehingga :

0 𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑠𝑒𝑙 −

0 𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑠𝑒𝑙 −

2,3 𝑥 8,314 𝑥 298 log 𝑄𝑐 𝑛 𝑥 96500

0 𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑠𝑒𝑙 −

4) Pada rumus 𝐸𝑠𝑒𝑙 = 𝐸𝑥0𝑛+ /𝑥 −

0,0592 𝑛

2,3 𝑅𝑇 log 𝑄𝑐 𝑛𝐹

0,0592 log 𝑄𝑐 𝑛

𝑝𝑋 , kenapa P ?

E ind = E0 xn+/x – 0.0592 / n log a/a Maka : Eind = E0 xn+/x – 0.0592 / n – PX Dimana P merupakan pontensial dari suatu senyawa.