Potensiometri

Potensiometri adalah suatu cara analisis berdasarkan pengukuran beda potensial sel dari suatu sel elektrokimia. Pada potensiometri mempelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial. Metode ini digunakan untuk mengukur potensial, pH suatu larutan, menentukan titik akhir titrasi dan menentukan konsentrasi ion-ion tertentu dengan menggunakan elektroda selektif ion. Susunan alat pada potensiometri meliputi elektroda pembanding (reference electrode), elektroda indikator (indicator electrode), dan alat pengukur potensial.

➢ Elektroda Pembanding

Elektroda pembanding adalah suatu elektroda yang mempunyai harga potensial tetap atau harga setengah selnya dapat diketahui, konstan, dan tidak peka terhadap komposisi larutan yang diselidiki. Terdapat dua jenis elektroda pembanding, yaitu :

1.        Elektroda pembanding primer

Contoh dari elektroda jenis ini adalah elektroda hidrogen standar. Dimana elektroda ini terbuat dari platina yang dilapisi platina hitam dengan maksud agar absorpsi gas hidrogen pada permukaan elektroda dapat berlangsung sempurna, sehingga reaksinya :

H₂® 2H⁺ + 2e

Dapat berlangsung cepat dan reversibel. Potensial setengah sel dari elektroda pembanding primer adalah nol Volt. Notasi setengah sel dari elektroda hidrogen adalah :

Pt/H2 (atm), H⁺(M) atau H⁺(M), H2 (atm) / Pt

2.        Elektroda pembanding sekuder

Beberapa contoh elektroda pembanding yang sering digunakan untuk pengukuran secara potensiometri adalah :

a) Elektroda kalomel (calomel electrode)

b) Elektroda perak-perak klorida.

➢ Elektroda Indikator

Sedangkan elektroda indikator (indicator electrode) adalah elektroda yang potensialnya tergantung pada konsentrasi zat yang sedang diselidiki. Elektroda ini merupakan pasangan dari elektroda pembanding dan terbagi dalam dua kelompok, yaitu :

1.        Elektroda logam

Elektroda logam terbagi dalam empat kelompok diantaranya elektroda jenis pertama, elektroda jenis kedua, elektroda jenis ketiga, dan elektroda untuk jenis sistem redoks.

2.    Elektroda membran

Elektroda membran digunakan untuk menunjukkan ion tertentu. Elektroda ini biasanya disebut dengan elektroda selektif ion (ionic selective electrode, ISE). Elektroda digunakan untuk penentuan pH dengan mengukur perbedaan potensial antara larutan pembanding yang

keasamannya tetap dan larutan yang dianalisis. Elektroda membran dibagi menjadi empat kelompok, yaitu :

a) Elektroda membran kaca

b) Elektroda membran cairan

c) Elektroda padatan

d) Elektroda penunjuk gas

Dalam titrasi potensiometri titik akhir dideteksi dengan menetapkan volume pada saat terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran. Berbagai reaksi titrasi dapat diikuti dengan pengukuran potensiometri, reaksi meliputi penambahan atau pengurangan beberapa ion yang sesuai dengan jenis elektrodanya. Potensial diukur sesudah penambahan sedikit volume titran secara kontinyu.

Pada percobaan di laboratorium, elektroda-elektroda acuan lebih praktis digunakan untuk mengukur potensial-potensial dari setengah sel lainnya. Elektroda acuan yang umum digunakan adalah elektroda kalomel.

Titrasi potensiometri dapat diukur dengan menggunakan dua metode yaitu, pertama (potensiometri langsung) yaitu pengukuran tunggal terhadap potensial dari suatu aktivitas ion yang diamati, hal ini terutama diterapkan dalam pengukuran pH larutan air. Kedua (titrasi langsung), ion dapat dititrasi dan potensialnya diukur sebagai fungsi volume titran. Potensial sel, diukur sehingga dapat digunakan untuk menentukan titik ekuivalen. Suatu potensial sel galvani bergantung pada aktifitas spesies ion tertentu dalam larutan sel, pengukuran potensial sel menjadi penting dalam banyak analisis kimia. Kurva titrasi yang diperoleh dengan menggambarkan grafik potensial terhadap volume pentiter yang ditambahkan, mempunyai kenaikan yang tajam di sekitar titik kesetaraan. Dari grafik itu dapat diperkirakan titik akhir titrasi. Cara potensiometri ini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalam hal larutan keruh atau bila daerah kesetaran sangat pendek dan tidak cocok untuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995).

Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran. Dalam titrasi secara manual, potensial diukur setelah penambahan titran secara berurutan, dan hasil pengamatan digambarkan pada suatu kertas grafik terhadap volum titran untuk diperoleh suatu kurva titrasi.

Reaksi-reaksi yang berperan dalam pengukuran titrasi potensiometri yaitu reaksi pembentukan kompleks reaksi netralisasi dan pengendapan dan reaksi redoks. Pada reaksi pembentukan kompleks dan pengendapan, endapan yang terbentuk akan membebaskan ion terhidrasi dari larutan. Umumnya digunakan elektroda Ag dan Hg, sehingga berbagai logam dapat dititrasi dengan EDTA. Reaksi netralisasi terjadi pada titrasi asam basa dapat diikuti dengan elektroda indikatornya elektroda gelas. Tetapan ionisasi harus kurang dari 10-8. Sedangkan reaksi redoks dengan elektroda Pt atau elektroda inert dapat digunakan pada titrasi redoks. Oksidator kuat (KMnO4, K2Cr2O7, Co(NO3)3) membentuk lapisan logam-oksida yang harus dibebaskan dengan reduksi secara katoda dalam larutan encer (Khopkar, 1990).

Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relatif suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persaman Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Dengan pengukuran pengukuran potensial reversibel suatu elektroda, maka perhitungan aktivitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan (Rivai,1995). Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur sesudah penambahan sejumlah kecil volume titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat automatik. Presisi dapat dipertinggi dengan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada macam reaksi yang sedang diselidiki. Jadi untuk suatu titrasi asam basa, elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau sesuatu elektroda lain yang peka akan ion hidrogen, untuk titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat, atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak, dan untuk titrasi redoks (misalnya, besi(II)) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990).

Penentuan titik ekivalen titrasi dapat dilakukan dengan cara

1.        Membuat grafik ∆E/∆V versus ∆V, kemudian dari grafik tersebut dicari harga maksimum dan minimunya.

2.        Membuat grafik ∆²E/∆²V versus ∆V atau ∆²pH/∆²V versus ∆V, kemudian dicari harga nolnya. 

 

Daftar Rujukan 

Budiasih, E & Widarti, H.R. 2008. Petunjuk Praktikum Analisis Instrumentasi. Malang: Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang.

Day, R.A.JR. & Underwood, A.L. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.

Harizzul, R. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: UI Press.

Khopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.