KIMIA ANALITIK:Identifikasi Kation dan Anion

Dalam menentukan adanya kation atau anion dalam suatu analit, baik yang terdiri atas zat tunggal (satu kation dan satu anion) atau zat majemuk/campuran (lebih dari satu kation/anion), memerlukan sistematika tertentu. Apabila analit berupa larutan dapat langsung dianalisis, tetapi apabila berupa zat padat/ campuran padat-air, perlu dicari pelarut yang sesuai

Dalam sistem H₂S, kelima golongan kation dapat diidentifikasi ciri khasnya sebagai berikut:

Gol. I (gol.Perak) yaitu timbel, merkurium(I), dan perak. Kation golongan ini membentuk endapan garam kloridanya dengan penambahan HCl encer. Endapan yang terjadi semuanya berwana putih.

Gol. II meliputi IIA-gol.Tembaga yaitu merkurium(II), tembaga, bismut, dan kadium serta IIB-gol.Arsen yaitu arsenik(III), arsenik(V), stibium(III), stibium(V), timah(II), dan timah(IV). Kation-kation ini diendapkan sebagai garam sulfidanya dengan cara mengalirkan gas H₂S dalam larutan analit yang suasananya asam. Endapan sulfida warnanya beraneka ragam, sehingga dapat digunakan untuk menduga kation yang ada.

Gol. III memiliki reagensia golongan H₂S dengan adanya amonia dan amonium klorida, atau larutan amonium sulfida. Reaksi golongan berupa endapan-endapan dengan berbagai warna yaitu besi(II) sulfida {hitam}, alumunium hidroksida {putih}, kromium(III) hidroksida {hijau}, nikel sulfida {hitam}, kobalt sulfida {hitam}, mangan(II) sulfida {merah jambu}, dan zink sulfida {putih}.

Kation-kation gol. IIIA (gol.Besi) yaitu besi, aluminium, kromium diendapkan sebagai garam hidroksidanya dengan penambahan NH₄Cl dan NH₄OH. Endapan hidroksidanya warnanya beraneka ragam.

Kation-kation gol.IIIB (gol.Seng) yaitu nikel, kobalt, mangan, dan zink diendapkan sebagai garam sulfidanya dengan mengalirkan gas H₂S dalam larutan analit yang suasananya basa (dengan larutan buffer NH₄Cl + NH₄OH). Penambahan HCL 1M berfungsi untuk mendapatkan endapan CoS dan NiS yang berwarna hitam dari gol.IIIB lainnya. Untuk memisahkan keduanya dilakukan uji penegasan dangan menambahkan NH₄Cl dan NH₄OH sampai bersifat basa serta pereaksi dimetil glioksim, menghasilkan endapan merah jambu yang menunjukkan adanya Ni²⁺.

Gol. IV (gol.Kalsium) yaitu kalsium, strontium, barium diendapkan sebagai garam karbonatnya dengan menambahkan larutan amonium karbonat ke dalam larutan analit yang suasananya basa (dengan buffer NH₄Cl + NH₄OH).

Gol V (gol.Alkali) merupakan golongan sisa setelah dilakukan pemisahan golongan secar berurutan. Untuk menentukan adanya kation NH4+ harus diambil dari larutan analit mula-mula (sebelum dilakukan pemisahan). Identifikasi kation Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺, Na⁺, dan K⁺ dilakukan uji nyala.

Dalam metode H₂S, pengaturan pH memang sangat besar peranannya. Hal ini nyata dari :

1. Pada pemisahan golongan III dari golongan IV : pH dibuat menjadi lebih besar daripada untuk pemisahan sebelumnya. Pengaturan ini juga harus cermat, sebab bila masih terlalu asam maka sebagian endapan golongan III tidak terbentuk (misalnya, MnS, karena Ksp-nya yang termasuk besar, yaitu 10-13).SEbaliknya, bila larutan menjadi terlalu basa,sebagian katioon dari golongan IV dan V akn ikut mengendap bersama-sama dengan golongan III (misalnya CaS yang Ksp-nya 10-7)

2. Pada pemisahan golongan IV dari golongan V : pH dibuat lebih besar daripada untuk pemisahan sebelumnya. Pengaturan juga perlu baik, pH tidak boleh terlalu tinggi ( MgCO₃ akan ikut mengendap). Pemisahan ini bersifat parallel dengan pemisahan garam-garam sulfida : MgCO₃ juga tidak larut dalam air, namun tidak ikut mengendap dengan atau dapat dipisahkan dari Ba^-, Ca^-,Sr-karbonat.Sebab-sebabnya juga pH dan perbedaan nilai Ksp ( untuk MgCo₃ ± 10^-4, BaCO₃ 10^-8,3, CaCO₃ 10^-8,3 dan SrCO₃ 10^-9)

3. Pada pemisahan di dalam golongan IV antara Ba²⁺,Ca²⁺,Sr²⁺, campuran endapan golongan IV dilarutkan, kemudian ditambahkan K₂CrO₄ untuk mengendapkan BaCrO₄. Mengapa hanya BaCrO₄ yang mengendap, padahal CaCrO₄ dan SrCO₄ juga tidak larut dalam air? (ini suatu parallel lain dari suatu pemisahn antar golongan II dan golongan III, juga antara pH dan Ksp).

Pada beberapa pemisahan, camouran reaksi dididihkan adakalanya setelah pengendapan terbentuk campuran masih dididihkan beberapa lama. Tujuan pengerjaan ini antara lain:

a. Mempercepat terbentuknya endapan

b. Mempercepat reaksi-reaksi lain, misalnya hidrolisis larutan [Cr(NH₃)₆]³⁺ sehuingga mengendap menjadi Cr(OH)₃ dalam golongan III. Penjelasan : pada pengendapan golongan III dipergunakan NH₄OH yang cukup banyak untuk mengkompleks Cr³⁺ menjadi ion kompleks tersebut, yang larut banyak untuk mengkompleks Cr³⁺ menjadi ion kompleks tersebut yang larut. Jika tidak dipanaskan maka kompleks itu stabil, dan Cr³⁺ tidak dapat mengendap.

c. Mengkoagulasi endapan yang bersifat koloid. ZnS, FeS dan lebih-lebih NiS cenderung bersifat koloid dan sulit disaring. Pemanasan dan penambahan elektrolit yang tidak mengganggu analisis ( misalnya NH₄NO₃/ CH₃COOH) menyebabkan butir-butir koloid tarik menarik menjadi gumpalan-gumpalan yang dapat disaring. Endapan BaCrO₄ juga berbentuk koloid dan di gumpalkan dengan mendiddihkan campuran reaksinya.

d. Aging yaitu mengubah kristal-kristal yang halus menjadi kristal-kristal yang lebih kasar karena kristal-kristal yang paling halus larut lalu mengkristal lagi pada kristal-kristal yang lain.