Penetapan Kadar Kalsium dalam Kalsium Karbonat Metode Gravimetri

Dasar Teori

Kalsium dapat diendapkan sebagai garam oksalatnya yang halus dan berwarna putih dengan pengendap berupa ammonium oksalat.

Pengendapan dilakukan dalam suasana yang sedikit basa.

Endapan Kalsium Oksalat sangatlah halus, memiliki massa jenis yang kecil sehingga mudah merayap atau creeping.

Setelah dipijarkan, sisa pijar merupakan kalsium oksida yang kurang stabil karena bersifat higroskopis. Sifat ini merupakan kemudahan untuk mengikat air dari udara bebas sehingga sisa pijarnya tidak murni.

Solusi dari permasalahan tersebut adalah penimbangan tidak dilakukan dalam bentuk oksidanya melainkan sebagai kalsium sulfat yang lebih stabil. Oleh karena itu ditambahkan asam sulfat pada tahap akhir.

Sisa pijar ditimbang sebagai kalsium sulfat dengan bobot yang lebih besar dibandingkan bobot sampelnya.

Reaksi

CaCO₃ + 2 HCl --> CaCl₂ + H₂O + CO₂

CaCl₂ + (NH4)₂C₂O₄ + H₂O --> CaC₂O₄ · H₂O + 2NH₄Cl

CaC₂O₄ · H₂O --> CaC₂O₄ + H₂O

CaC₂O₄ --> CaCO₃ + CO

CaCO₃ --> CaO + CO₂

CaO + H₂SO₄ --> CaSO₄ + H₂O

Tujuan

Menetapkan kadar Kalsium dalam Kalsium Karbonat dengan metode gravimetri.

Cara Kerja

1. Sampel CaCO₃ ditimbang sebanyak ± 0,5 gram. 
2. Sampel dituang dan dilarutkan dengan ± 25 mL air suling. 
3. Larutan dituangkan HCl 4N ± 7 mL , kemudian dipanaskan hingga larut sempurna.
4. Larutan diencerkan dengan air suling hingga volume akhirnya ± 100 mL
5. Piala gelas beserta larutannya dipanaskan dengan pembakar (teklu) hingga bersuhu 90⁰C (termometer). 
6. Larutan diteteskan indikator MM sebanyak 1 : 20 terhadap volume larutannya (setetes indikator MM  untuk 20 mL larutan sampel). 
7. Larutan sampel diendapkan dengan (NH₄)₂C₂O₄ 4% yang harus dipersiapkan dulu dan dihitung jumlahnya. 
8. Dinetralkan dengan meneteskan NH₄OH (sampai larutan berwarna sindur). 
9. Endapan diperam diatas penangas air mendidih selama ± 1 jam lamanya. 
10. Endapan diuji kesempurnaannya (uji pengendapan sempurna) dengan meneteskan beberapa tetes pengendapnya di titik yang berbeda.
11. Setelah pengendapan sempurna, endapan disaring dengan kertas saring Whatman no.542 dan dicuci dengan  (NH₄)₂C₂O₄ 0,1 % sampai bebas pengotor klorida.
12. Kertas saring dan endapannya dikeringkan di oven untuk kemudian dilipat lalu diperarang, dipijarkan, dan didinginkan di udara terbuka. 
13. Endapan dimatikan dengan beberapa tetes air suling.
14. Setelah itu, endapan ditambahkan H₂SO₄ 4N sebanyak ± 2 mL. 
15. Cawan beserta isinya diuapkan di ruang asam dengan api kecil hingga kering. 
16. Setelah kering, cawan dikeluarkan dari ruang asam untuk dipijarkan, didinginkan di desikator kemudian ditimbang. 
17. Serangkaian tahapan pemijaran, pendinginan di desikator, dan penimbangan dilakukan hingga tercapai bobot tetap CaSO₄.

Perhitungan

Pembahasan

Tahap Pelarutan

Sampel kalsium karbonat sukar larut dalam air suling namun dapat larut dalam asam kuat. Oleh karena itu pada tahap pelarutan digunakan HCl encer. Pemanasan dilakukan untuk menyempurnakan  pelarutan.

Ion kalsium dapat diendapkan dengan ammonium oksalat membentuk endapan kalsium oksalat yang halus dan berwarna putih. Pengendapan dilakukan dalam suasana sedikit basa.

Pada awalnya larutan bersifat asam lalu dinetralkan secara perlahan hingga sedikit basa menggunakan ammonium hidroksida. Untuk menunjukkan perubahan warna digunakan indikator merah metil.

Indikator merah metil akan berwarna merah jika pH larutan berkisar 4 – 6 dan akan berwarna kuning saat suasana larutan tersebut basa.

Ketika dalam suasana asam, endapan yang terbentuk masih sangat sedikit dan semakin banyak ketika dinetralkan. Pengendapan harus dilakukan secara perlahan agar endapan yang dihasilkan berukuran besar dan murni.

Pemeraman digunakan untuk menyempurnakan proses pengendapan yaitu memperbesar molekul endapan, serta memurnikan endapan dengan cara membiarkan pengotor lepas ke larutan induknya.

Tahap Penyaringan dan Pencucian

Endapan kalsium oksalat sangat halus sehingga disaring dengan kertas saring Whatman no. 542.

Untuk memperkecil kelarutan, endapan dicuci dengan ammonium oksalat konsentrasi encer.

Catatan: pada saatu praktikum digunakan (NH₄)₂C₂O₄ berkonsentrasi 0,1%.

Terdapat satu jenis pengotor yang harus dihilangkan yaitu pengotor klorida yang berasal dari penggunaan asam klorida untuk melarutkan sampel.

Larutan uji klorida dari sampel yang tingkat kekeruhannya sama atau lebih jernih dibandingkan standar mengindikasikan sudah terbebasnya endapan dari pengotor klorida.

Tahap Pemijaran

Berikut adalah reaksi penguraian yang terjadi saat pemijaran pertama:

CaCO₃ --> CaO + CO₂

Sisa pijar kalsium oksida merupakan senyawa yang bersifat higroskopis. Senyawa tersebut mudah mengikat air dari udara bebas sehingga sulit untuk mendapatkannya dalam bentuk murni.

Akibatnya apabila ditimbang hasil bobot penimbangan yang didapat bukan hanya bobot CaO melainkan terdapat juga bobot air yang tidak diketahui besarnya.

Oleh karena itu pada tahap akhir sisa pijar kalsium oksida ditambahkan asam sulfat encer sebanyak ± 2 mL dan diuapkan di ruang asam untuk mengubah CaO menjadi CaSO₄ yang lebih stabil.

Perlu diingat bahwa pada proses penguapan di ruang asam akan dihasilkan gas SO₂ yang sangat beracun, oleh karena itu hendaknya berhati-hati. Jangan membuka ruang asam selagi proses penguapan dan gunakan alat pelindung diri sesuai prosedur.

Sisa pijar ditimbang untuk mengetahui kadar praktek yang didapat.

Daftar Pustaka

Iskandar I, Hendrawati N, Hendrakusumah RR. 2013. Analisis Gravimetri. Bogor (ID) : SMK – SMAK Bogor.