Home / How Work / Polarografi

Polarografi

kelas-fisika.com – Polarografi adalah metode analisis yang didasarkan pada kurva arus tegangan yang diperoleh secara elektrolisis. Reaksi yang terjadi pada metode ini adalah reaksi redoks terutama reaksi reduksi. Polarografi merupakan salah satu teknik elektroanalisis yang memperoleh informasi dari analit berdasarkan kurva aruspotensial {i = f(E)}, dengan melakukan pengukuran arus listrik (i) sebagai fungsi potensial (E) yang diberikan.

Polarografi digunakan untuk analisis ion ion logam dan senyawa organik, selain itu juga dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Polarisasi terjadi pengkutuban pada elektroda yang menyebabkan laju kuat arus (i) yang makin berkurang. Elektroda yang digunakan pada polarogarfi ini adalah elektroda mikro tetes air raksa((dropping mercury electrode, DME).

Instrumen untuk polarografi terdiri dari bagian sel polarografi(sel elektrolisis) dan pencatat polarogram. Sel polarografi terdiri dari elektroda kalomel (SCE) sebagai elektroda pembanding dan elektroda tetes air raksa(DME) sebagai elektroda indikator dan pipa saluran gas nitrogen.

Prinsip Kerja Polarografi

  • Semua elektroda dicelupkan ke dalam larutan yang dianalisis .
  • Gas nitrogen berfungsi untuk mengusir ga O2 yang terlarut karena gas tsb dapat direduksi.
  • Pereduksian O2 terjadi dalam 2 tahap:

O2 + 2H+ + 2e –> H2O2

H2O2 + 2H+ + 2e –> 2H2O

  • Reaksi reduksi terjadi pada permukaan air raksa.
  • Jika larutan mengandung ion logam Mn+ maka semua ion logam akan bergerak menuju permukaan tetesan Hg untuk direduksi membentuk amalgam dengan Hg:

Mn+ + ne + Hg –> M(Hg)

  • Selama reaksi reduksi berlangsung arus akan mengalir dan jumlahnya dapat teramati (µA).
  • Reaksi reduksi ini berlangsung pada harga potensial tertentu tergantung pada jenis zat atau ion yang sedang direduksi.

Polarogram

Hasil pengukuran polarografi menghasilkan kurva yang menyatakan hubungan antara arus (µA) dan potensial (V)
Berbagai pengertian arus & potensial listrik dalam polarogram

  • Limiting current (il ) : arus konstan yang diperoleh setelah peningkatan arus secara tajam yang dihasilkan pada pengukuran analit.
  • Residual current : arus konstan yang diperoleh sebelum peningkatan arus secara tajam yang diperoleh dari pengukuran larutan blanko sebelum analit ditambahkan
  • Arus difusi : selisih antara limiting current dan residual current.
  • Potensial penguraian : potensial saat arus mulai meningkat

Potensial Setengah Gelombang (E1/2)

  • Merupakan potensial pada setengah arus difusi.
  • Cara menentukan E1/2 :

  1. Tarik garis tegak lurus yang menghubungkan limiting current dan residual current
  2. Tentukan harga setengah arus difusi dengan membagi dua sama tinggi pada arus difusi.
  3. Tarik garis sejajar dengan limiting current dan residual current.
  4. Berdasarkan perpotongan tersebut tarik garis tegak lurus hingga memotong sumbu potensial dan dibaca melalui skala potensial.

Aspek kualitatif dan Kuantitatif Polarografi

Harga E1/2 tergantung pada jenis zat yang direduksi sehingga harga ini menjadi dasar untuk analisis kualitatif. Harga arus difusi (id) tergantung pada konsentrasi zat yang direduksi sehingga harga ini menjadi dasar analisis kuantitatif.

Daftar Potensial setengah gelobang beberapa kation

Tinjauan Perpindahan Materi di dalam Larutan

  • Perpindahan materi secara migrasi:

Materi yang bermuatan, karena adanya gaya tarik menarik elektrostatik, maka materi bermuatan bergerak menuju kutub dengan muatan yang berlawanan, yakni kation-kation menuju katoda dan anion-anion menuju anoda.

  • Perpindahan secara difusi:

Partikel-partikel mengalir dari daerah yang lebih rapat (pekat) menuju daerah yang lebih renggang (encer).

  • Perpidahan secara konveksi:

Pengaruh temperatur dan goyangan atau pengadukan menyebabkan partikel berpindah dari satu tempat ke tempat lain

Arus listrik dalam polarografi

Dalam polarografi, diusahakan agar arus yang terukur adalah semata-mata berasal dari arus difusi saja, maka im dan ik harus dihilangkan atau diperkecil. Arus konveksi dapat dikurangi dengan cara melakukan percobaan tanpa pengadukan dan arus migrasi dikurangi atau ditekan dengan menggunakan elektrolit pendukung.

Arus Difusi

  1. Dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu:
  • Kecepatan mengalir Hg(mg/detik) disimbolkan dengan m
  • Waktu yang diperlukan untuk setiap tetesan, t (detik)
  • Konsentrasi, C(mol/L)

Hubungan antara arus difusi dan faktor-faktor tersebut dikenal sebagai persamaan Illkovic:

Id = 607 nD1/2 m2/3 t1/6 C

D = koefisien difusi

Persamaan Illkovic diturunkan dengan memperhitungkan bentuk, luas dan massa jenis air raksa. Bilangan 607 merupakan koefisien persamaan Illkovic dan n adalah jumlah elektron yang terlibat.

Instrumentasi Polarografi

  1. Mercury Elektroda (Elektroda Merkuri)

Elektroda merkuri merupakan elektroda kerja dalam sistem polarografi, disamping 2 elektroda yang lain yaitu elektroda pembanding (Ag/AgCe atau kalomel jenuh) dan elektroda pembantu (Auxiallary elektroda) (Pt atau Au). Ketiga elektroda ditempatkan dalam satu tabung yang mengandung analit.

      2. Potensiostat

Potensiostat merupakan bagian instrument yang terdiri dari rangkaian listrik yang berguna untuk menjaga potensial dan mengatur potensial tetap pada nilai tertentu.

      3. Alat pembaca (Readout)

Pada prinsipnya polarografi adalah mengukur arus yang keluar akibat pemberian potensial tertentu. Alat ukur yang paling sederhana adalah mikroampermeter. Pada perkembangannya pembacaan arus secara digital dengan komputer

Hal-hal Pendukung Polarografi

  1. Pelarut dan elektrolit pendukung:

Elektrolit pendukung berfungsi untuk menekan arus migrasi, mengontrol potensial agar tahanan larutan dikurangi serta menjaga kekuatan ion total yang konstan. Polarografi dapat dilakukan pada fase air dan fase organik. Pada fase air biasanya digunakan elektrolit pendukung garam-garam seperti KCl, KNO3, NH4Cl dan NH 4NO3.
Pada polarografi dengan fase organik (seperti : asetonitril, propilen karbonat, dimetil formamid, dimetil sulfoksid dan alkohol) biasanya dipakai elektrolit pendukung garam tetra alkil amonium. Selain larutan tersebut diperlukan larutan buffer (seperti asetat, fostat atapun sitrat) digunakan apabila pH larutan sangat perlu untuk dikontrol.

       2. Pengusir Oksigen

  • Pereduksian O2 terjadi dalam 2 tahap:

O2 + 2H+ + 2e –> H2O2 E = -0,1 V

H2O2 + 2H+ + 2e –> 2H2O E = -0,9 V

Apabila polarografi digunakan untuk analisis spesi zat yang mempunyai nilai potensial reduksi sekitar –0,1 Volt dan –0,9 Volt, maka adanya oksigen akan mengganggu pengukuran. Oleh sebab itu diperlukan zat pengusir gas oksigen. Umumnya untuk kasus ini digunakan gas nitrogen untuk mengusir gas oksigen.

Manfaat Metode Polarografi

  • Untuk analisis beberapa jenis senyawa organik seperti streptomicin, kloramfenicol, derivatsulfanilamid, dan berbagai jenis vitamin.
  • Senyawa-senyawa organik yang mempunyai gugus fungsi yang dapat bereaksi reduksi dengan elektroda tetes merkuri.
  • Sebagian besar kation. Senyawa organik yang mengandung gugus-gugus fungsi berikut diharapkan dapat bereaksi pada DME dan menghasilkan polarogram
  • Gugus karbonil (aldehid, keton dan kuinon)
  • Asam karboksilat siklis
  • Sebagian besarperoksida dan epoksida
  • Nitro,nitroso,amina oksida dan gugus azo
  • Sebagian gugus halogenida organik
  • Ikatan rangkap 2 pada rantai karbon
  • Hidrokinon dan merkaptan

 

Check Also

gaya gaya yang bekerja pada pesawat terbang

Kenapa Pesawat bisa Terbang

Kenapa Pesawat bisa Terbang – Pesawat terbang, merupakan salah satu benda yang banyak diketahui oleh …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Powered by themekiller.com