Pengendapan adalah proses
membentuk endapan yaitu padatan yang dinyatakan tidak larut dalam air walaupun
endapan tersebut sebenarnya mempunyai kelarutan sekecil apapun. Prosedur
analisis menentukan jumlah pereaksi yang digunakan atau ditambahkan kedalam
sampel/analat agar terbentuk endapan. Dalam kasus dimana jumlah pengendap tidak
disebutkan, biasanya dapat dilakukan estimasi kasar dengan cara perhitungan
sederhana yang melibatkan konsentrasi pereaksi dan perkiraan berat
zat/konstituen yang ada. Biasanya disarankan pemakaian pengendap berlebih
karena kelarutan endapan-endapanberkurang atau menurun, yang disebabkan oleh
efek ion yang sama (common – ion effect). Kelebihan pengendap yang banyak tidak
diinginkan, bukan saja karena pemborosan pereaksi tetapi juga karena endapan
dapat cenderung melarut kembali dalam kelebihan pereaksi yang banyak, membentuk
ion rangkai (kompleks). Sebagai contoh, senyawaan perak diendapkan dengan
senyawa klorida dan endapan menjadi lebih, tidak dapat larut bila terdapat
cukup kelebihan klorida, tetapi kelebihan klorida yang besar melarutkan endapan
tadi :
Ag Cl
+ 2Cl¯ ®
Ag Cl3 2¯
Secara umum, bila tidak
ditentukan, dapat digunakan atau ditambahkan 10% kelebihan pengendap. Dalam
semua hal, cairan supernatan atau saringan (filtrat) harus diuji untuk
mengetahui kesempurnaan endapan dengan menambahkan sedikit penambahan jumlah
pengendap.
Hal yang utama dalam
analisis gravimetri ialah pembentukan endapan yang murni dan mudah disaring .
Pengendapan mulai terjadi
dengan terbentuknya sejumlah partikel kecil yang disebut inti-inti (nukla) bila
ketetapan hasil kali kelarutan (Ksp) suatu senyawaan dilampaui. Partikel-partikel
kecil ini ukurannya akan membesar dan akan mengendap kedasar wadah.
Partikel-partikel yang relatif besar ini seringkali lebih murni dan lebih mudah
disaring. Pada umumnya ukuran partikel meningkat mencapai ukuran maksimum dan
kemudian berkurang bila konsentrasi pereaksi pereaksi dinaikkan. Diketahui
bahwa makin kecil kelarutan suatu endapan maka semakin kecil ukuran
partikelnya. Tetapi ketentuan ini merupakan aturan kasar atau tidak mutlak
sebagai contoh perak klorida (AgCl) dan bariumsulfat (BaSO4)
mempunyai kelarutan molar yang sama (Ksp sekitar 10¯10 tetapi
partikel bariumsulfat jauh lebih besar daripada perak klorida bila digunakan
kondisi pengendapan yang serupa. Faktor-faktor yang dapat meningkatkan
kelarutan ialah :
-
suhu
-
pH
-
pemakaian
zat pengkompleks
Pengendapan sangat umum
dilakukan pada suhu tinggi, dengan alasan bahwa garam dari asam lemah seperti
kalsiumoksalat (CaC2O4) dan seng sulfida (ZnS) lebih baik
bila diendapkan dalam suasana asam lemah daripada suasana basa. Bariumsulfat
akan lebih baik diendapkan dalam larutan asam klorida 0,01 M sampai dengan 0,05
M karena kelarutan akan meningkat dengan terbentuknya ion hidogensulfat (HSO4-).
Setelah endapan terbentuk
kadang-kadang perlu dilakukan pencernaan (digestion) atau penuaan (aging)
artinya endapan tersebut dibiarkan bersentuhan atau kontak dengan larutan induk
(mother liquor), biasanya pada suhu yang ditinggalkan sebelum penyaringan
dilakukan.
Partikel-partikel kecil
dari endapan berbentuk kristalin seperti BaSO4, lebih dapat larut
dibandingkan partikel-partikel besarnya yang mengakibatkan larutan tersebut
lewat jenuh terhadap partikel besar. Untuk meningkatkan ukuran partikel dari
kecil menjadi besar seperti pada endapan kristalin BaSO4, dilakukan
proses pemasakan (ripening). Pemasakan ini dapat dilakukan diatas
penangas air (water bath) dimana wadah beserta endapan disimpan diatasnya
selama 30 – 60 menit. Endapan selai (gelatin) seperti besi (III) hidroksida
tidak dicerna (digest) karena endapan kecilnya tidak begitu berbeda dengan
endapan besarnya sehingga tidak terjadi peningkatan ukuran yang berarti. Untuk
memperoleh endapan dengan partikel berukuran besar, pengendapan dilakukan
dengan menambahkan perlahan-lahan larutan encer pengendap. Endapan kristalin
biasanya dicernakan pada suhu yang dinaikan sebelum penyaringan yang bertujuan
untuk makin meningkatkan ukuran partikel.
Pada waktu proses
pengendapan suatu endapan, dapat terjadi suatu zat yang biasanya dapat larut
akan terbawa mengendap dan peristiwa ini disebut kopresipitasi. Sebagai
contoh suatu larutan barium klorida yang mengandung sedikit ion nitrat dan
kedalam larutan ini ditambah pengendap asamsulfat maka endapan bariumsulfat
akan mengandung barium nitrat. Hal ini diistilahkan nitrat tersebut
dikopresipitasi bersama sulfat.
Kopresipitasi dapat
terjadi karena terbentuknya kristal campuran atau oleh adsorpsi ion-ion selama
proses pengendapan. Kristal campuran ini memasuki kisi kristal endapan,
sedangkan ion-ion yang teradsorpsi ditarik kebawah bersama-sama endapan pada
proses koagulasi.
Pada waktu pembentukan
endapan kristalin seperti bariumsulfat, ketidakmurnian teradsorpsi sewaktu
partikel-partikel endapan masih kecil. Ketika partikel tersebut membesar dapat
terjadi pengotor tersebut berada/masuk dalam kristal. Pengotoran jenis ini
disebut oklusi. Kopresipitasi dapat dikurangi tetapi tidak dapat
dihilangkan sama sekali, dengan cara penambahan kedua pereaksi itu?. Bila
diketahui bahwa sampel atau pengendap mengandung ion pengotor maka larutan ini
dapat ditambahkan kepada larutan yang lain. Dengan demikian konsentrasi
pengotor dapat dijaga agar minimum pada tahap-tahap awal presipitasi.
Kemurnian suatu endapan
kristalin dapat ditingkatkan dengan jalan disaring, dilarutkan kembali (ulang)
dan kemudian diendapkan kembali. Hal ini dapat dilakukan bila endapan tersbut
mudah dilarutkan. Tetapi endapan bariumsulfat yang tidak mudah dilarutkan
kembali, kemurniannya dapat ditingkatkan engan proses penuaan atau pencernaan.
Partikel-partikel endapan
selai jumlahnya lebih banyak dan jauh lebih kecil ukurannya dibandingkan
partikel endapan kristalin. Karena kecil maka luas permukaan pada larutannya
sangat besar/luar biasa besarnya. Keadaan seperti ini mengakibatkan
teradsorpsinya air dalam jumlah relatif besar. Hal ini menyebabkan endapan
tersebut mirip gelatin dan adsorpsi ion-ion lainnya sangat ekstensif.
Partikel-partikel endapan selai tidak mudah tumbuh menjadi besar dan pengotor
tidak akan masuk kedalam endapan tapi akan terikat pada permukaan
partikel-partikel kecil tadi.
Ion-ion hidrogen dan
hidroksida mudah teradsorpsi oleh endapan selai seperti Fe(OH)3 dan
Al(OH)3.
Besi (III) hidroksida
bermuatan positif pada pH ñ
8,5 tetapi bermuatan negatif pada pH lebih tinggi dari itu. Untuk meningkatkan
kemurnian endapan selai dapat dilakukan dengan pencucian atau pengendapan
ulang. Proses pencernaan tidak berguna karena endapan selai tersebut sedikit
sekali dapat larut sehingga partikel-partikelnya tidak terlalu cenderung tumbuh
untuk membesar.
Pengendap yang digunakan
umumnya zat anorganik walaupun pada beberapa penetapan digunakan zat organik
sebagai pengendap.
Pengendap anorganik
biasanya berupa basa, asam atau garamnya. Basa yang sering dipakai adalah
amonia (larutan gas amoniak dalam air), NaOH atau KOH. Endapan yang terbentuk
berupa hidroksida yang akan berubah menjadi oksidanya bila bentuk pertama dipijarkan.
Pemakaian pengendap selalu berlebihan untuk mendapatkan pengendapan sempurna
tetapi dapat terjadi bahwa hidroksida yang mengendap mula-mula akan larut dalam
basa pengendap berlebih. Sebagai contoh, endapan Cu(OH)2 dapat larut
dalam NH4OH sehingga yang terakhir ini tidak dapat digunakan sebagai
pengendap untuk memperoleh endapan Cu(OH)2. Pereaksi yang tepat
adalah NaOH. Sebaliknya endapan Al(OH)3 akan larut dalam basa kuat,
NaOH atau KOH. Endapan Zn(OH)2 akan larut dalam basa lemah (NH4OH)
atau basa kuat (NaOH/KOH), jadi senyawaan seng harus diendapkan dengan suatu
garam misalnya (NH4)2HPO4. Senyawaan barium
dapat diendapkan dengan H2SO4 sehingga membentuk endapan
BaSO4. Pengendapan BaSO4 dapat dilakukan dengan memakai
Na2SO4 (garam) sebagai pengganti asam sulfat. Endapan
perak klorida juga terbentuk bila pengendap NaCl ditambahkan kedalam suatu
larutan garam perak.
Secara umum endapan yang
berbentuk hidroksida akan terurai bila dipijarkan pada suhu tinggi membentuk
oksidanya yang kemudian ditimbang (bobot tetap). Endapan seperti BaSO4
relatif sukar terurai pada suhu tinggi tetapi akan tereduksi bila ada zat
pereduksi seperti C atau H2. Pereduksi C diperoleh dalam kertas
saring yang dipakai sebagai penyaring.
Sejumlah ion logam dapat
diendapkan dengan pereaksi organik. Zat organik seperti ¥ - hidroksi – kuinolina [¥ - kuinolinolina atau oxine (oksina)]
membentuk senyawaan yang mengendap dengan ion-ion logam seperti alumunium,
besi, seng, tembaga, zirkonium dan sebagainya. Zat ini hampir tak dapat larut
dalam air dan bila akan dipakai sebagai pengendap maka harus dilarutkan dalam
suatu pelarut organik tertentu seperti asamasetat atau metanol.
Rumus oksina : C9H7OH
Selain oksina, zat organik
lainnya yang digunakan sebagai pengendap ialah dimetilglioksima, yang rumusnya
:
CH3 - C = NOH
I
CH3 - C = NOH
Pereaksi ini dengan
senyawaan nikel membentuk endapan merah N1(C4H7N2O2)2.
Ion-ion pengganggu misalnya Fe3+, Al3+,B3+
yang dapat dicegah dengan menambahkan senyawaan organik tertentu (sitrat atau tartrat)
Dimetilglioksima hanya sedikit larut dalam air, maka biasanya dipakai larutan
1% dalam etanol. Senyawaan tembaga dapat diendapkan dengan pereaksi benzoin a - oksina (kupron) yang membentuk
endapan hijau
Rumus zat ini :
C6H5 - CH = OH
I
C6H5 -
C = NOH
Benzoin a - oksina sangat sedikit dapat larut
dalam air tetapi mudah larut dalam etanol. Pereaksi yang dipakai adalah larutan
2% dalam etanol.