Analisis kualitatif anion dan kation

Analisis Kualitatif Anion Dan Kation

     Analisis Kualitatif berkaitan dengan identifikasi zat-zat kimia mengenali unsur atau senyawa apa yang ada dalam suatu sampel umumnya dalam kuliah kimia. para mahasiswa pertama kali dihadapkan dengan analisis kualitatif ketika sejumlahh unsur dipisahkan dan di identifikasi melalui pengendapan dengan hidrogen sulfida.produk-produk organik yang di sintesis dalam laboratorium biasa diidentifikasi dengan menggunakan teknik-teknik instrumentasi seperti spektroskopi inframerah dan resonansi magnetik  nukir.

Analisis kualitatif atau disebut juga analisis jenis adalah suatu cara yang dilakukan untuk menentukan macam, jenis zat atau komponen-komponen bahan yang dianalisis. Dalam melakukan analisis kualitatif yang dipergunakan adalah sifat-sifat zat atau bahan, baik sifat-sifat fisis maupun sifat-sifat kimianya. Misalnya ada suatu sampel cairan dalam gelas kimia, bila ingin mengetahui tentang kandungan sampel cair itu maka yang harus dilakukan adalah menganalisis kualitatif terhadap sampel cairan itu.

Tujuan analisis kualitatif adalah untuk memisahkan dan mengidentifikasi sejumlah unsur. Analisis kuantitatif berhubungan dengan penetapan banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel. Analisis kualitatif diperuntukkan untuk analisa komponen atau jenis zat yang ada dalam suatu larutan. Analisis kualitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ion-ionnya dalam larutan.

Analisis kualitatif kation dan anion secara sistematis telah berkembang cukup lama. Berkat kajian yang dilakukan oleh Karl Remegius Fresenius sejak tahun 1840, yang kemudian diterbitkan sebagai buku pada tahun 1897. Langkah-langkah analisis kation dan anion dapat dilakukan secara sistematis melalui diagram alir, yang sampai saat ini menjadi standar untuk kajian analisis kuantitatif bahan anorganik.

Analisis kation dan anion sering kali dapat dibantu oleh diagram alir, yang menggambarkan langkah-langkah sistematis untuk mengidentifikasi jenis anion dan kation. Diagram alir untuk analisis kation lebih sistematis dibandingkan dengan diagram alir anion. Dalam diagram alir analisis kuantitatif kation dan anion dimulai dari ion yang dinyatakan, pereaksi yang perlu ditambahkan, kondisi eksperimen dan rumus kimia produk yang dihasilkan. Gambar umum yang biasa digunakan adalah aliran ke bawah, yang endapannya dituliskan di sebelah kiri, sedangkan larutannya dituliskan di sebelah kanan.

Menentukan adanya kation dan anion dalam suatu analisis, baik yang terdiri dari zat tunggal (satu kation dan satu anion) atau zat majemuk atau campuran (lebih dari kation dan anion) memerlukan sistematika tertentu. Apabila analisis berupa larutan dapat langsung dianalisis, tetapi apabila berupa zat padat atau campuran padat atau cair maka perlu dicari pelarut yang sesuai.

Harus disadari bahwa cara yang dilakukan untuk melakukan analisa kualitatif yang cepat dan tepat diperlukan pengetahuan yang cukup mengenai sifat fisis bahan-bahan yang dianalisa, seperti misalnya warna, bau, warna nyala, titik leleh, bentuk kristal, serta kelarutannya. Pengetahuan ini sangat diperlukan dalam menarik kesimpulan yang tepat.

Berdasarkan metodenya, analisa kualitatif dapat dikelompokkan dalam dua kelompok. Pertama, analis bahan berdasarkan karakterisasi fisis, yaitu penentuan sifat fisis dan kesamaan. Kedua, analisis bahan berdasarkan metode H₂S, yaitu analisis kation dan analisis anion.

Reagensia golongan yang dipakai untuk klasifikasi kation yang paling umum, adalah asam klorida, hidrogen sulfida, ammonium sulfida, dan ammonium karbonat. Secara sistematik cara analisis kation-kation diklasifikasikan dalam 5 golongan, hal ini didasarkan pada sifat kation tersebut terhadap beberapa pereaksi tertentu membentuk endapan atau tidak, dengan kata lain klasifikasi kation yang paling umum didasarkan atas perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida dan karbonat dari kation tersebut. Sedangkan metode yang digunakan dalam anion tidak sesistematik kation. Namun skema yang digunakan bukanlah skema yang kaku, karena anion termasuk dalam lebih dari satu golongan.

Di dalam kation ada beberapa golongan yang memiliki ciri khas tertentu diantaranya :

1. Golongan I : Kation golongan ini membentuk endapan dengan asam klorida encer. Ion golongan ini adalah Pb, Ag, Hg. Dalam suasana asam, klorida dan kation dari golongan lain larut. Penggunaan asam klorida berlebih untuk pengendapkan kation golongan I memiliki dua keuntungan yaitu memperoleh endapan klorida semaksimal mungkin dan menghindari terbenuknya endapan BIOCI dan SbOCI. Kelebihan asam klorida yang terlalu banyak dapat menyebabkan AgCl dan PbCl ₂ larut kembali dalam bentuk kompleks sedangkan klorida raksa (I), Hg, Cl₂ , tetap stabil.
2. Golongan II : Kation golongan ini bereaksi dengan asam klorida, tetapi membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Ion golongan ini adalah Hg, Bi, Cu, cd, As, Sb, Sn. Kation golongan II dibagi dalam dua sub-golongan yaitu sub golongan tembaga dan sub golongan arsenik. Dasar dari pembagian ini adalah kelarutan endapan sulfida dalam ammonium polisulfida. Sementara sulfida dari sub golongan tembaga tidak larut dalam regensia ini, sulfida dari sub grup arsenik melarut dengan membentuk garam tio. Golongtan II sering disebut juga sebagai asam hidrogen sulfida atau glongan tembaga timah. Klorida, nitrat, dan sulfat sangat mudah larut dalam air. Sedangkan sulfida, hidroksida dan karbonatnya tak larut. Beberapa kation dari sub golongan tembaga (merkurium (II), tembaga (II), dan kadmium (II)) cenderung membentuk kompleks (ammonia, ion sianida, dan seterusnya).
3. Golongan III : Kation golongan ini tidak bereaksi dengan asam klorida encer, ataupun dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer (buffer ammonium-amonium klorida). Namun kation ini membentuk endapan dengan ammonium sulfida dalam suasana netral / amoniakal. Kation golongan ini Co, Fe, Al, Cr, Co, Mn, Zn. Logam-logam diendapkan sebagai sulfida, kecuali aluminium dan kromium, yang diendapkan sebagai hidroksida, karena hidrolisis yang sempurna dari sulfida dalam larutan air.besi, almunium, dan mangan (sering disertai sedikit mangan) atau golongan IIIA juga diendapkan sebagai hidroksida oleh larutan amonia dengan adanya amonium klorida. Endapan hidroksida pada golongan ini bermacam-macam. Kation golongan IIIB diendapkan sebagai garam sulfidnya dengan mengalirkan gas H₂S dalam larutan analit yang suasananya basa (dengan larutan buffer NH₄Cl dan NH₄OH).
4. Golongan IV : Kation golongan ini bereaksi dengan golongan I, II, III. Kation ini membentuk endapan dengan ammonium karbonat dengan adanya ammonium klorida, dalam suasana netral atau sedikit asam. Ion golongan ini adalah Ba, Ca, Sr.
5. Golongan V : Kation-kation yang umum, yang tidak bereaksi dengan regensia-regensia golongan sebelumnya, merupakan golongan kation yang terakhir. Kation golongan ini meliputi : Mg, K, NH₄⁺. Untuk menentukan adanya kation NH₄⁺ harus diambil dari larutan analit mula-mula. Untuk kotion-kation Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺, Na⁺, dan K⁺. Identifikasi dapat dilakukan dengan uji nyala.

Cara pengenalan anion dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu berdasarkan Bunsen, Gilreath dan Vogel. Bunsen menggolongkan anion dari sifat kelarutan garam perak dan garam bariumnya, warna, kelarutan garam alkali dan kemudahan menguapnya. Gilreath menggolongkan anion berdasarkan pada kelarutan garam kalsium, barium, cadmium dan garam peraknya. Sedangkan Vogel menggolongkan anion berdasarkan pada proses yang digunakannya, yaitu pemeriksaan anion yang dapat menguap bila diolah dengan asam, dan pemeriksaan anion berdasarkan reaksinya dalam larutan.

Analisis kuantitatif sebagian besar didasarkan pada kesetimbangan untuk memisahkan dan megidntifikasi ion yang sejenis. Kesetimbangan asam basa, kesetimbangan heterogen, kesetimbangan redoks dan kesetimbangan ion kompleks merupakan jenis-jenis kesetimbangan yang digunakan dalam analisis kualitatif anion.

1. Sifat-sifat asam basa

Garam-garam larut dalam air yang mengandung kation basa kuat bila berkombinasi dengan anion dariasam lemah menghasilkan larutan yang bersifat basa. Misalnya anion S^2-, PO₄^3-, dan CO₃^2- adalah basa Bronsted-Lowry yang kuat. Garam yang berasal dari anion ini dengan kation seperti K⁺ bereaksi dengan air dan menghasilkan larutan yang bersifat basa. Misalnya:

S^2- + H₂O è HS^- + OH^-

2. Sifat redoks

Kelompok anion, sebagian bersifat sebagai oksidator, sebagian reduktor, sebagian lain sifat oksidator reduktornya tergantung dalam suasana larutannya. NO^3- dan CrO₄^2- merupakan oksidator kuat dalam suasana larutan asam. Anion I^-, S^2- dan SO^3- merupakan reduktor dalam suasana asam.

I_2(s) + 2 e è 2 I^- E⁰ = 0.536 V

S_(s) + 2 H⁺ + 2 e è H₂S_(aq) E⁰ = 0.142 V

SO₄^2- + 4 H⁺ + 2 e è H₂SO_3(aq) + H₂O_(l) E⁰ = 0.172 V

3. Kesetimbangan kelarutan

Reaksi pengendapan mengandung nilai yang sangat berarti bagi analisis anion. Beberapa reaksi anion dengan ion barium, Ba²⁺ yang digunakan sebagai uji spesifik dari anion tertentu didasarkan pada nilai kelarutannya. Demikian pula dengan reaksi pengendapan anion dengan menggunakan ion Ag⁺ merupakan bagian penting dari uji analisis anion.

Ion sulfit, karbonat, kromat, fosfat dan sulfat, bila direaksikan dengan Ba²⁺ akan menghasilkan garam barium yang hanya sedikit larut dalam air, yang ditunjukkan dengan kecilnya nilai Ksp.

Untuk anion dikelompokkan ke dalam beberapa kelas diantaranya :

• Anion sederhana seperti : O^2-, F^-, atau CN^- .
• Anion okso diskret seperti : NO^3-, atau SO₄^2-.
• Anion polimer okso seperti silikat, borat, atau fosfat terkondensasi
• Anion kompleks halida seperti TaF₆.
• Kompleks anion yang berbasis bangat seperti oksalat.