Analisis Zat Organik / Anorganik dalam Sampel + Soal & Pembahasan

Tujuan Pembelajaran :

Dengan mencermati materi kimia unsur dan kimia organik, peserta dapat menjelaskan prosedur kerja dari suatu analisis zat organik/anorganik dalam sampel.

Uraian Materi :

ANALISIS ZAT ORGANIK/ANORGANIK DALAM SAMPEL

Zat organik adalah suatu senyawa yang tersusun kombinasi C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen) bersama dengan N (nitrogen). Zat organik dalam air ditetapkan sebagai angka permanganat melalui metode permanganometri. Meskipun KMnO₄ sebagai oksidator yang dipakai tidak dapat mengoksidasi semua zat organik yang ada, namun cara ini sangat praktis dan cepat pengerjaannya.

Angka permanganat didefinisikan sebagai mg KMnO₄ yang diperlukan untuk mengoksidasi sempurna seluruh zat organik dalam 1 L air atau banyaknya zat organik yang mampu teroksidasi oleh kalium permanganat dalam suasana asam dan pemanasan. Gangguan dalam proses analisis dapat diakibatkan oleh tingginya ion klorida, karena ion klorida ikut teroksidasi saat oksidasi zat organik berlangsung.

Penetapan zat organik dalam air dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Penetapan Zat Organik Cara Asam

Dilakukan jika konsentrasi Cl dalam air yang tercemar kurang dari 300 ppm. Prinsip analisisnya: zat organik dalam sampel air dioksidasi oleh larutan KMnO₄ standar terukur berlebih dalam suasana asam. Sisa KMnO₄ direaksikan dengan larutan H₂C₂O₄ standar terukur berlebih. Sisa H₂C₂O₄ dititrasi dengan larutan standar KMnO₄ sampai titik akhir titrasi, yaitu dari tidak berwarna ke merah sangat muda.

Reaksinya:

CxHyOz + MnO₄⁻ (berlebih) + H⁺ ⟶ CO₂ + H₂O + Mn²⁺

MnO₄⁻ (sisa) + C₂O₄²⁻ (berlebih) ⟶ CO₂ + H₂O + Mn²⁺

C₂O₄²⁻ (sisa) + MnO₄⁻ + H⁺ ⟶ CO₂ + H₂O + Mn²⁺

2. Penetapan Zat Organik Cara Basa

Dilakukan jika konsentrasi Cl dalam air yang tercemar lebih dari 300 ppm. Prinsip analisisnya: zat organik dalam sampel air dioksidasi oleh larutan KMnO₄ standar terukur berlebih dalam suasana basa. Sisa KMnO₄ direaksikan dengan larutan H₂C₂O₄ standar terukur berlebih dalam suasana asam. Sisa H₂C₂O₄ dititrasi dengan larutan standar KMnO₄ sampai titik akhir titrasi, yaitu dari tidak berwarna ke merah sangat muda.

Reaksinya :

CxHyOz + MnO₄⁻ (berlebih) + H⁺ ⟶ CO₂ + H₂O + Mn²⁺

MnO₄⁻ (sisa) + C₂O₄²⁻ (berlebih) ⟶ CO₂ + H₂O + Mn²⁺

C₂O₄²⁻ (sisa) + MnO₄⁻ + H⁺ ⟶ CO₂ + H₂O + Mn²⁺

Untuk analisis zat anorganik dapat dilakukan dengan analisis pendahuluan yang meliputi analisis uji kering, reaksi dengan H₂SO₄, pemeriksaan hasil yang mudah menguap, sifat larutan.

Uji kering dapat dilakukan dengan mengamati rupa (warna) dan bentuk, pemanasan, uji nyala, tes reduksi arang kayu, dan uji manik. Pada saat pemanasan yang diamati perubahan warna, melumer, menyublim, dan terbentuknya gas. Uji manik dapat dilakukan dengan fosfat, borak, dan natrium karbonat.

Soal dan Pembahasan :

Soal + Pembahasan No. 1

Adanya zat organik dalam air menunjukkan bahwa air tersebut telah tercemar oleh kotoran manusia, hewan atau sumber lain. Zat organik merupakan bahan makanan bakteri atau mikroorganisme lainnya. Semakin tinggi kandungan zat organik di dalam air, maka semakin jelas bahwa air tersebut telah tercemar. Berikut ini yang merupakan cara yang tepat untuk mengidentifikasi adanya zat organik dalam air adalah ...

A. Dioksidasi dengan KMnO₄ berlebih dalam keadaan asam dan panas

B. Direduksi dengan KMnO₄ dalam keadaan basa dan dingin

C. Dioksidasi dengan KMnO₄ berlebih dalam keadaan basa dan panas

D. direndam dalam larutan NaOH selanjutnya dioksidasi oleh KMnO₄

E. direndam dalam larutan NaOH selanjutnya direduksi oleh KMnO₄

Pembahasan :

Zat organik disebut juga parameter nilai permanganat. Analisa zat organik pada air minum dan air bersih dapat dilakukan dengan metode titrasi permanganometri dalam suasana asam, dimana zat organik di dalam air dioksidasi dengan kalium permanganat (KMnO₄) dan direduksi oleh asam oksalat berlebih, kelebihan asam oksalat dititrasi kembali dengan kalium permanganat. Titik akhir titrasi ditandai dengan berubahnya larutan menjadi warna merah muda.

JAWABAN : A

Soal + Pembahasan No. 2

Pada uji pendahuluan anion dapat dilakukan dengan reaksi asam sulfat 1M. Asam sulfat merupakan asam kuat, sehingga asam lemah yang terkandung dalam zat akan terdesak keluar dan menghasilkan gas. Berikut ini ciri gas yang tidak tepat, jika zat direaksikan dengan asam sulfat 1M adalah ...

A. SO₂ tidak berwarna dan bau merangsang

B. CO₂ tidak berwarna dan mengeruhkan air barit

C. NO₂ coklat dan membirukan kertas benzinida

D. Cl₂ kuning dan bau merangsang

E. CO tidak berwarna dan membirukan lakmus merah

Pembahasan :

Keberadaan gas CO tidak dapat dideteksi dengan mereaksikan asam sulfat 1M, yang dapat dideteksi adalah gas CO₂. Adapun beberapa gas lainnya yang dapat dideteksi dengan asam sulfat 1 M adalah :

H₂S ⟶ bau telur busuk, kertas PB asetat menjadi hitam, karena terbentuk sulfida.

HoAc ⟶ kertas lakmus biru menjadi merah dan bau cuka.

Br₂ ⟶ coklat, bau merangsang, membirukan kertas KI + kanji ⟶ ada hipobromit

JAWABAN : E

Soal + Pembahasan No. 3

Untuk mengetahui keberadaan zat anorganik biasanya dilakukan analisis pendahuluan berupa uji nyala menggunakan kawat nikrom dan asam klorida. Berikut ini alasan penggunaan asam klorida dalam uji nyala, kecuali ...

A. HCl dapat melarutkan pengotor yang menempel pada kawat nikrom

B. HCl dapat bereaksi dengan semua zat organik yang akan diuji

C. Pembakaran HCl tidak memberikan warna yang dapat mengganggu

D. HCl membuat sampel menjadi kental sehingga mudah menempel di kawat

E. HCl dapat melarutkan zat pengganggu sehingga mudah menguap dari kawat

Pembahasan :

Alasan penggunaan asam klorida dalam uji nyala zat anorganik :

1. HCl dapat membersihkan kawat nikrom dengan cara melarutkan pengotor atau zat pengganggu yang mungkin menempel pada kawat nikrom, sehingga pengotor atau zat pengganggu tersebut mudah menguap dari kawat, dan kawat nikrompun benarbenar bersih. Cara membersihkannya dengan memasukkan kawat nikrom ke dalam HCl pekat dan selanjutnya dibakar dalam nyala api. Kawat nikrom dikatakan bersih jika api tidak berwarna lagi saat dipanaskan.
2. Pembakaran HCl tidak memberikan warna, sehingga tidak mempengaruhi atau mengganggu pengamatan warna nyala yang dihasilkan zat anorganik yang diuji.
3. HCl digunakan untuk membuat sampel menjadi kental, sehingga mudah menempel pada kawat nikrom. Hal ini berarti memudahkan analisis uji nyala yang dilakukan.

HCl tidak bereaksi dengan zat anorganik yang diuji, sehingga tidak mengganggu hasil pengamatan nyala zat anorganik yang diuji.

JAWABAN : B