Analisa Kualitatif (Reaksi Identifikasi Kation)

Kimia analisa kualitatif adalah suatu analisa yang digunakan untuk mengidentifikasi suatu zat yang terdapat dalam suatu campuran  atau zat tunggal dengan cara melakukan reaksi spesifik untuk memastikan kation apa yang terdapat dalam suatu unsur, maka harus dilakukan reaksi yang spesifik, dimana reaksi tersebut bertujuan untuk memisahkan atau menggolongkan unsur-unsur yang ada, terutama jika zat dalam bentuk campuran.

           Beberapa cara analisa sistematika kation , antara lain metode H₂S dan metode non H₂S. Pembagian kation berdasarkan golongannya, sebagai berikut :

. Kation golongan II, disebut juga golongan hidrogen sulfide, contohnya Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺, As³⁺, Sb^3+, dan Sn²⁺

          Dua langkah utama dalam analisis adalah identifikasi dan estimasi komponen-komponen suatu senyawa. Langkah identifikasi dikenal sebagai analisis kualitatif,sedangkan langkah estimasinya adalah langkah kuantitatif. Analisis kualitatif dapatdikatakan lebih sederhana, sedangkan analisis kuantitatif agak lebih rumit. Analisiskualitatif bertujuan mengidentifikasi penyusun-penyusun suatu zat, campuran-campuranzat, atau larutan-larutan yang biasanya unsur-unsur penyusunnya bergabung antara yangsatu dengan yang lain. Sedangkan analisis kuantitatif bertujuan untuk menentukan banyaknya penyusun-penyusun suatu zat atau persenyawaan.

          Biasanya identifikasi zat dilakukan dengan penambahan zat lain yangsusunannya telah diketahui, sehingga terjadi perubahan (reaksi kimia). Zat yangsusunannya telah diketahui dan yang menyebabkan terjadinya reaksi disebut pereaksi(reagen).

         Analisis kualitatif dapat dilakukan dengan dua macam cara, yaitu reaksi keringdan reaksi basah. Cara kering biasanya digunakan pada zat padat, sedangkan cara basahdigunakan pada zat cair (larutan) yang kebanyakan menggunakan pelarut air. Carakering hanya menyediakan informasi yang diperlukan dan informasi tersebut bersifat jangka pendek. Sedangkan cara basah dapat digunakan untuk analisis makro,semimakro, dan mikro sehingga banyak keuntungan yang didapat, misalnya reaksiterjadi dengan cepat dan mudah dikerjakan. Perubahan yang terjadi pada cara basahadalah terjadinya endapan, perubahan warna larutan, dan timbulnya gas.

          Penambahan suatu elektrolit yang mengandung ion sejenis ke dalam larutan jenuh suatu garam akan menurunkan kelarutan garam tersebut karena konsentrasi ion bertambah dan kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan garamnya.

           Untuk mempermudah dalam reaksi identifikasi kation-anion, maka digunakanmetode analisis kualitatif sistematik.metode ini merupakan pengklasifikasian kation-kation ke dalam 5 golongan.

           Analisa kualitatif mempunyai arti mendeteksi keberadaan suatu unsur kimia dalam cuplikan yang tidak diketahui. Analisa kulaitatif merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mempelajari kimia dan unsur-unsur serta ion-ionnya dalam larutan. Dalam metode analisis kualitatif kita menggunakan beberapa pereaksi golongan dan pereaksi spesifik, kedua pereaksi ini dilakukan untuk mengetahui jenis anion suatu larutan.

           Metode yang tersedia untuk mendeteksi anion tidaklah sesistematik seperti metode untuk kation. Sampai kini, belum pernah dikemukakan suatu skema yang benar-benar memuaskan, yang memungkinkan pemisahan anion-anion yang umum kedalam glongan-golongan utama, dan pemisahan berikutnya yang tanda dapat diragu-ragukan lagi dari masing-masing golongan menjadi anggota-anggota golongan tersebut yang berdiri sendiri.

Namun, harus kita sebutkan di sini, bahwa kita memang bisa memisahkan anion-anion kedalam golongan-golongan utama, bergantung pada kelarutan garam peraknya, garam kalsium atau bariumnya, dan garam zinknya; Namun, ini hanya boleh dianggap berguna untuk memberi indikasi dari keterbatasan-keterbatasan metode ini, dan untuk memastikan hasil-hasil yang diperoleh dengan prosedur-prosedur yang lebih sederhana.

         Skema klarifikasi yang berikut ternyata telah berjalan dengan baik dalam praktek. Skema ini bukanlah skema yang kaku, karena beberapa anion termasuk dalam lebih dari satu sub golongan, lagi pula, tak mempunyai dasar teoritis. Pada hakekatnya, proses-proses yang dipakai dapat dibagi ke dalam (A) proses yang melibatkan identifikasi produk-produk yang mudah menguap, yang diperoleh pada pengolahan dengan asam-asam, dan (B) proses yang tergantung pada reaksi-reaksi dalam larutan. Kelas (A) dibagi lagi kedalam sub-kelas (i) gas-gas yang dilepaskan dengan asam klorida encer atau asam sulfat encer, dan (ii) gas atau uap dilepaskan dengan asam sulfat pekat. Kelas (B) dibagi lagi kedalam sub-kelas (i) reaksi pengendapan, dan (ii) oksidasi dan reduksi dalam larutan.

Dalam analisa kualitatif cara memisahkan ion logam tertentu harus mengikuti prosedur kerja yang khas. Zat yang diselidiki harus disiapakan atau diubah dalam bentuk suatu larutan. Untuk zat padat kita harus memilih zat pelarut yang cocok. Ion-ion logan pada golongan-golongan diendapakan satu persatu, endapan dipisahkan dari larutannya dengan cara disaring atau diputar dengan sentrifuge, endapan dicuci untuk membebaskan dari larutan pokok atau dari filtrat dan tiap-tiap logam yang mungkin ada harus dipisahkan. Kation-kation diklasifikasikan dalam 5 golongan berdasarkan sifat-sifat kation itu terhadap beberapa reagensia.

         Banyak reaksi-reaksi yang menghasilkan endapan berperan penting dalam analisa kualitatif. Endapan tersebut dapat berbentuk kristal atu koloid dan dengan warna yang berbeda-beda. Pemisahan endapan dapat dilakukan dengan penyaringan atau pun sentrifus. Endapan tersebut jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan suatu endapan adalah sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhya. Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi eperti tekanan, suhu, konsentrasi bahan lain dan jenis pelarut.

Perubahan kelarutan dengan perubahan tekanan tidak mempunyai arti penting dalam analisa kualitatif, karena semua pekerjaan dilakukan dalam wadah terbuka pada tekanan atmosfer. Kenaikan suhu umumnya dapat memperbesar kelarutan endapan kecuali pada pada beberapa endapan, seperti kalsium sulfat, berlaku sebaliknya. Perbedaan kelarutan karena uhu ini dapat digunaan sebagai dasar pemisahan kation. Misalnya, pemisahan kation Ag, Hg(I), dan Pb dapat dilakukan dengan mengendapkan ketiganya sebagai garam klorida kemudian memisahkan Pb dari Ag dan Hg(I) dengan memberikan air panas.

Kenaikan suhu akan memperbesar kelarutan Pb sehingga endapan tersebut larut sedngkan kedua kation lainnya tidak. Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi bahan lain yang ada dalam campuran larutan itu. Bahan lain tersebut dikenal dengan ion sekutu dan ion asing. Umumnya kelauran endapan berkurang dengan adanya ion sekutu yang berlebih dan dalam prakteknya ini dilakukan dengan memberikan konsentrasi pereaksi yang berlebih. Tetapi penambahan pereaksi berlebih ini pada beberapa senyawa memberikan efek yang sebaliknya yaitu melarutkan endapan. Hal ini terjadi karena adanya pembentukan kompleks yang dapat larut denga ion sekutu tersebut.

Untuk tujuan analisis kualitatif sistematik kation-kation diklasifikasikan dalam lima golongan berdasarkan sifat-sifat kation itu terhadap beberapa reagnesia. Dengan memakai apa yangdisebut reagnesia golongan secara sistematik, dapat kita tetapkan ada tidaknya golongan-golongan kation, dan dapat juga memisahkan golongan-golongan ini untuk pemeriksaan lebih lanjut.

Reagnesia golongan yang dapat dipakai untuk klasifikasi kation yang palin umum adalah asam klorida, hydrogen sulfide, ammonium sulfide dan ammonium karbonat. Klasifikasi ini didasarkan atas apakah suatu kation bereaksi dengan reagnesia-reagnesia ini dnegan membentuk endapan atau tidak. Jadi boleh dikatakan bahwa klasifikasi kation yang paling umum didasarkan atas perbedaa kelarutan dari klorida, sulfide, dan karbonat dari kation tersebut.

Identifikasi Kation Golongan II

1.      Identifikasi Hg²⁺

a.       Larutan amonia, menghasilkan endapan putih yang berupa merkurium(II) oksida dan merkurium(II) nitrat

2Hg²⁺ + NO₃^- + 4NH₃ + H₂O       è        HgO.Hg(NH₂)NO₃     + NH₃

b.      Natrium hidroksida,bila ditambahkan dalam jumlah sedikit menghasilkan endapan berwarna merah kecoklatan. Bila dalam jumlah yang stoikiometris,endapan berubah menjadi kuning ketika terbentuk merkurium(II) oksida

Hg²⁺ + 2OH^-       è        HgO    + H₂O

 Endapan tak larut dalam natrium hidrosikda berlebihan. Asam dapat melarutkan endapan.

c.       Kalium iodida menghasilkan endapan berwarna merah berupa merkurium(II) iodida

Hg²⁺  + 2I­^-       è       HgI₂

2.      Identifikasi Bi³⁺

a.       Larutan amonia, menghasilkan endapan berwarna putih berupa garam basa

Bi³⁺ + NO₃^- + 2NH₃ + 2H₂O    è          Bi(OH)₂NO₃     + 2NH₄⁺

Endapan larut dalam reagensia berlebih.

b.      Natrium hidroksida, menghasilkan endapan putih berupa bismut(II) hidroksida

Bi³⁺ + 3OH^-        è        Bi(OH)₃

Endapan hanya sedikit sekali yang larut dalam reagensia berlebihan dengan larutan dingin.

c.       Kalium iodida, bila ditambahkan setetes demi tetes menghasilkan endapan berwarna hitam berupa bismuth(II) iodida

Bi³⁺ + 3I­^-     è        BiI₃

Endapan mudah larut dalam reagensia berlebihan yang akan membentuk ion tetraiodobismutat yang berwarna jingga

BiI₃     + I^-       è           [BiI₄]^-

3.      Identifikasi As²⁺

a.       Larutan perak nitrat menghasilkan endapan berwarna merah kecoklatan berupa perak arsenat (Ag₃AsO₄)

AsO₄^3- +3Ag⁺   è          Ag₃AsO₄

b.      Larutan kalium iodida, jika ada asam klorida pekat, iod akan diendapkan, dengan mengocok campuran dengan 1-2 ml kloroform atau karbon tetraklorida. Zat yang terakhir ini akan diwarnai ungu oleh iod.

AsO₄^3- + 2H⁺ + 2I^-    è         AsO₃^3- + I₂      + H₂O

3.      Identifikasi Cu²⁺

a.       Larutan amonia, bila ditambahkan dalam jumlah yang sangat sedikit menghasilkan endapan berwarna biru berupa tembaga sulfat basa

2Cu²⁺ + SO₄^2- + 2NH₃ + 2H₂O   è         Cu(OH)₂.CuSO₄       +  2NH₄⁺

Endapan larut dalam reagensia berlebihan dimana terbentuknya ion kompleks tetraaminokuprat(II) yang berwarna biru tua

Cu(OH)₂.CuSO₄         + 8NH₃        è          2[Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2- + 2OH^- 

b.      Natrium hidroksida dalam larutan dingin menghasilkan endapan berwarna biru berupa tembaga(II) hidroksida

Cu²⁺ + 2OH^-         è      Cu(OH)₂

Endapan tak larut dalam reagensia berlebihan. Bila dipanaskan, endapan berubah menjadi tembaga(II) oksida berwarna hitam

Cu(OH)₂              è       CuO       + H₂O

c.       Kalium iodida mengendapkan tembaga(I) iodida berwarna putih. Tetapi larutannya berwarna coklat tua karena terbentuknya ion-ion tri-iodida (iod)

2Cu²⁺ + 5I^-       è        2CuI      + I^-₃

4. Identifikasi ion stano (larutan uji SnCl2 0,25 M)

a. Ditambahkan larutan kalium hidroksida ke dalam larutan uji, maka terbentuk endapan putihstanno hidroksida yang larut dengan pereaksi berlebih.

b. Ditambahkan larutan amonia atau alkali karbonat ke dalam larutan uji, maka akan terbentuk endapan putih dari stanno hidroksida yang tidak larut dengan penambahan pereaksi berlebih.

c. Setelah larutan uji SnCl2 yang keruh ditambahkan larutan NaOH, terbentuk endapan putih Sn(OH)2. Setelah ditambahkan NaOH berlebih endapan putih tersebut larut.
Endapan putih Sn(OH)2.

d. setelah larutan uji ditambahkan Na2CO3, terbentuk endapan putih dari Sn(OH)2. Setelah ditambahkan Na2CO3 berlebih, endapan putih tersebut tidak larut.
Endapan putih Sn(OH)2

Beberapa sifat-sifat  kation golongan dua

·         
Bi³⁺         è           Bi₂S₃

Sifat :     

-          Endapan berwarna coklat

-          Tidak larut dalam larutan encer dan larutan amonium sulfida

-          Larut dalam asam nitrat panas dan asam klorida pekat panas

Reaksinya ; Bi₂S₃     + HNO₃         è     Bi(NO₃)₂    + S + NO + H₂O

                            Bi₂S₃ + 3HCl          è        BiCl₃  + S + H₂O

·         
 Sn²⁺     è          SnS

Sifat:

-          Endapan berwarna coklat

-          Mudah larut dalam HCl pekat

-          Tidak larut dalam amoniak, amonium karbonat, amonium bisulfida dan amonium sulfida

Reaksinya ; Sns  + (NH₄)₂S₂            è     (NH₄)₂SnS₃

·         
Cu²⁺       è        CuS

Sifat :

-          Endapan berwarna hitam

-          Tidak larut dalam asam sulfat encer

-          Larut dalam asam nitrat panas dan larutan KCN

-          Sedikit larut dalam amonium sulfida

·         
As³⁺       è        As₂S₃

Sifat :

-          Endapan berwarna kuning

-          Dapat larut dalam KOH dan asam nitrat pekat panas

-          Tidak larut dalam asam klorida pekat

-          Mudah larut dalam alkali sulfida

Reaksinya ; As₂S₃ + Na₂S         è       Na₃As₂S₃

·         
Cd²⁺      è         CdS

Sifat :

-          Endapan berwarna kuning

-          Tidak larut dalam alkali sulfida

-          Tidak larut dalam HCl, asam nitrat asam sulfida bila dipanaskan

-          Endapan sangat beracun

·         
Sb³⁺        è       Sb₂S₃

Sifat :

-          Endapan berwarna orange/cindur

-          Dapat larut dalam asam klorida panas, KOH dan amonium bisulfida

Reaksinya ; Sb₂S₃  + ₆HCl            è    ₂Sb₂S₃ + 3H₂S