5 Jenis Golongan Kation dalam Analisa Kualitatif

By All About Knowledge at January 12, 2018

Analisis merupakan ilmu kimia yang mempelajari tentang identifikasi suatu spesies, penentuan komposisi dan elusidasi strukturnya. Berdasarkan tujuannya, analisis kimia dapat diklasifikasikan menjadi analisis kualitatif dan analisis kuantitatif.

Analisis kualitatif bertujuan untuk mengidentifikasi suatu spesies dan elusidasi struktur spesies tersebut. Analisis kuantitatif bertujuan untuk mengetahui jumlah dan komposisi suatu spesies.

 

Dalam cara H₂S kation-kation diklasifikasikan dalam lima golongan berdasarkan sifatsifat kation tersebut terhadap beberapa pereaksi. Pereaksi golongan yang paling umum dipakai adalah asam klorida, hidrogen sulfida, amonium sulfida dan amonium karbonat. Berikut adalah penjelasan keliam golongan kation tersebut.

 

a.  Golongan I

Kation golongan I (Pb ²⁺, Hg⁺, Ag⁺) membentuk endapan dengan HCl encer. Endapan tersebut adalah PbCl₂, Hg₂Cl₂ dan AgCl yang semuanya berwarna putih. Untuk memastikan apakah endapan tersebut hanya mengandung satu kation, dua katiom atau tiga kation maka dilanjutkan dengan pemisahan dan identifikasi kation golongan I, yang caranya dapat dilihat pada tabel berikut.

Reaksi-reaksi yang terjadipada pengendapan, pemisahan dan identifikasi kationkation golongan I tersebut adalah sebagai berikut:

1.  Reaksi Pengendapan

Ag⁺ +  Cl^-                   AgCl (s) (endapan putih)

Pb²⁺ +  Cl^-                  PbCl₂ (s) (endapan putih)

Hg₂ ²⁺ +  2 Cl^-            Hg₂Cl₂ (s) (endapan putih)

 

2.  Pemisahan

Endapan PbCl₂ larut dalam air panas tetapi membentuk kristal seperti jarum setelah dingin. Sedangkan AgCl larut dalam amonia encer membentuk ion kompleks diamenargentat.

Endapan Hg₂Cl₂ oleh larutan amonia diubah menjadi campuran merkrium (II) amidoklorida dan logam merkurium yang kedua-duanya merupakan endapan.

 

3.  Reaksi Identifikasi

Pb²⁺ +  CrO₄ ^2-                                   PbCrO₄ (s) (endapan kuning)

Pb²⁺ +  2 l^-                                          Pbl₂ (s) (endapan kuning)

Pb²⁺ +  SO₄ ^2-                                    PbSO₄ (s) (endapan putih)

[Ag(NH₃)₂]⁺  +  Cl^-  +  2 H⁺               AgCl (s) (endapan putih)  +  2 NH₄⁺

[Ag(NH₃)₂]⁺  +  l^-  +  2 H⁺                  AgI (s) (endapan kuning)  +  2 NH₃

 

b.  Golongan II

Kation golongan II (Hg²⁺, Pb²⁺, Bi³⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, As³⁺, As⁵⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺) membentuk endapan dengan hidrogen sulfida dalam suasana asam mineral encer. Endapan yang terbentuk adalah : HgS (hitam), PbS (hitam), CuS (hitam), CdS (kuning), Bi₂S₃ (coklat), As₂S₃ (kuning), As₂S₅ (kuning), Sb₂S₃ (jingga), Sb₂S₂ (jingga), SnS (coklat) dan SnS₂ (kuning).

 

Kation golongan II dibagi lagi menjadi lagi dua sub golongan berdasarkan kelarutan endapan tersebut dalam amonium polisulfida, yaitu sub golongan tembaga (golongan IIA) dan sub golongan arsenik (Golongan IIB).

Sulfida dari sub golongan tembaga (Hg²⁺, Pb²⁺, Bi³⁺, Cu²⁺) tidak larut dalam amonium polisulfida, sedangkan sulfida sub golongan arsenik (As³⁺, As⁵⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺) larut membentuk garam-garam kation. Ion-ion golongan II B ini bersifat amfoter, oksidanya membentuk garam baik dengan asam maupun dengan basa. Semua sulfida dari golongan IIB larut dalam (NH₄)₂S tidak berwarna kecuali SnS.

 

Kation-kation golongan II dan kation-kation golongan III sama-sama membentuk endapan sulfida namun mengapa kation-kation golongan III tidak mengendap pada pengenadapan kation golongan II?

Pengendapan kation golongan II dan III dibedakan atas dasar pengaturan keasaman. Diketahui bahwa larutan jenuh H₂S mempunyai konsentrasi kira-kira 0,1 M dan tetapan ionisasi asam sulfida (Ka) adalah 6,8 x 10^–23 maka:

Jika konsentrasi kation golongan II dan III masing-masing 0,1 M dapat dihitung garam sulfida mana yang mengendap. Dari daftar hasil kali kelarutan yang terdapat tabel di atas dapat dilihat bahwa endapan yang mempunyai hasil kali kelarutan paling besar pada golongan II adalah CdS yaitu 8,0 x 10^-27 sedangkan yang mempunyai hasil kali kelatutan paling rendah pada golongan III adalah ZnS yaitu 1,6 x 10^-23. Bila dihitung hasil kali antara konsentrasi ion Cd²⁺, Zn²⁺  dan S^2- adalah sebabagi berikut:

[Cd²⁺] [S^2-] = 0,1 x 1,7 x 10^-24 = 1,7 x 10^-25

[Zn²⁺] [S^2-] = 0,1 x 1,7 x 10^-24 = 1,7 x 10^-25

Bila dibandingkan dengan harga Ksp maka:

1,7 x 10^-25  >  8,0 x 10^-27   berarti CdS mengendap

1,7 x 10^-25  >  1,6 x 10^-23   berarti ZnS belum mengendap

 

Dengan diperhitungkan seperti ini untuk keasamaan HCl 0,2 M dengan larutan jenuh H₂S diperoleh bahwa sulfida golongan III yang paling mudah mengendap (ZnS) belum mengendap. Apabila konsentrasi HCl lebih kecil dari 0,2 M maka ZnS akan ikut mengendap pada pengendapan golongan II.

 

c.  Golongan III

Sebelum pengendapan golongan ini dilakukan, terlebih dahulu diperiksa adanya ionion pengganggu (fosfat, oksalat dan borat). Bila ion-ion tersebut ada maka harus dihilangkan dahulu.

Kation golongan III (Co²⁺, Ni²⁺, Fe²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺, Cr³⁺, Al³⁺) membentuk endapan dengan amonium sulfida dalam suasana netral atau amoniakal. Endapan yang terbentuk adalah FeS (hitam), Al(OH)₃ (putih), Cr(OH)₃ (hijau), NiS (hitam), MnS (merah jambu) dan ZnS (putih).

 

Pada pengendapan kation golongan III ditambahkan buffer NH₄OH dan NH₄Cl (pH basa lemah), misalnya pH = 9 maka [H⁺] = 10^-9 dan [OH^-] = 10^-5. Pada konsentrasi ion hidrogen basa lemah (±10^-9) maka

Ini menunjukkan bahwa hasil kali kelarutan semua sulfida golongan III sudah dilampaui. Dalam tabel hasil kali kelarutan beberapa endapan sulfida dan hidroksida dapat dilihat bahwa

Ksp [M][S^2-] < Ksp [M] [OH^-]

Dengan demikian untuk kation yang sama akan mengendap sebagai sulfida dahulu.

 

d.  Golongan IV

Kation golongan ini (Ca²⁺, Sr²⁺ dan Ba²⁺) mengendap sebagai karbonatnya dalam suasana netral atau sedikit asam dengan adanya amonium klorida. Endapan yang terbentuk adalah BaCO₃, CaCO₃ dan SrCO₃ yang semuanya berwarna putih. Garam logam alkali tanah yang digunakan untuk pemisahan satu sama lain ialah kromat, karbonat, sulfat dan oksalat.

BaCrO₄ hampir tidak larut dalam suasana asetat encer, sedangkan SrCrO₄ dan CaCrO₄ larut, maka keduanya tidak diendapkan dalam suasana asam asetat encer.

Dengan menambahakan larutan amonium sulfat jenuh dan memanaskannya maka sebagian besar SrSO₄ mengendap setelah didiamkan. Sedangkan ion Ca²⁺ mudah diidentifikasi dengan mengendapkannya sebagai CaC₂O₄ disusul dengan uji nyala.

 

e.  Golongan V (Golongan Sisa)

Kation golongan V (Mg²⁺, Na⁺, K⁺ dan NH₄⁺). Untuk identifikasi ion-ion ini dapat dilakukan dengan reaksi-reaksi khusus atau uji nyala, tetapi ion amonium tidak dapat diperiksa dari filtrat IV.

 

Demikian penjelasan mengenai penjelasan lima golongan kation dari identifikasi kation berdasarkan H₂S. Semoga bermanfaat ya !!!

1 2 3