Edta [PDF]

Citation preview

EDTA (Asam Etilen DiaminTetraasetat)



Gambar 1. Struktur EDTA Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat yang seringkali digunakan sebagai titran dalam titrasi kompleksometri. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2-diaminoetanatetraasetat (asametilenadiamina tetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen – penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul (Rival, 1995). Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam, dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam, yang menghasilkan spesies seperti CuHY-. Ternyata bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut (Harjadi, 1993). Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH, misal Mg, Ca, Cr, dan Ba dapat dititrasi pada pH = 11 EDTA. Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan tentu saja kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut indikator metalokromat. Indikator jenis ini contohnya adalah Eriochrome black T; pyrocatechol violet; xylenol orange; calmagit; 1-(2-piridilazonaftol), PAN, zincon, asam salisilat, metafalein dan calcein blue (Khopkar, 2002). Satu-satunya ligan yang lazim dipakai pada masa lalu dalam pemeriksaan kimia adala ion sianida, CN, karena sifatnya yang dapat membentuk kompleks yang mantap dengan ion perak dan ion nikel. Dengan ion perak, ion sianida membentuk senyawa kompleks perak-sianida, sedagkan dengan ion nilkel membentuk nikel-sianida. Kendala yang membatasi pemakaian-pemakaian ion sianoida dalam titrimetri adalah bahwa ion ini membentuk kompleks secara bertahap dengan ion logam lantaran ion ini merupakan ligan bergigi satu (Rival, 1995). Kesulitan yang timbul dari kompleks yang lebih rendah dapat dihindari dengan penggunaan bahan pengkelat sebagai titran. Bahan pengkelat yang mengandung baik oksigen maupun nitrogen secara umum efektif dalam membentuk kompleks-kompleks yang stabil dengan berbagai macam logam. Keunggulan EDTA adalah mudah larut dalam air, dapat diperoleh dalam keadaan murni, sehingga EDTA banyak dipakai dalam melakukan percobaan kompleksometri. Namun, karena adanya



sejumlah tidak tertentu air, sebaiknya EDTA distandarisasikan dahulu misalnya dengan menggunakan larutan kadmium (Harjadi, 1993).



Daftar Pustaka Annisa Syabatini, Kompleksometri, http://annisanfushie.wordpress.com/open-the-page-inblog/page/6/, 18 April 2011.



PROFIL EDTA SEBAGAI “CHELATING AGENT” DALAM PENGOLAHAN AIR BOILER DAN INDUSTRI FEBRUARY 4, 2014 ANSARIKIMIA LEAVE A COMMENT



Ethylenediaminetetraacetic acid, disingkat EDTA adalah suatu asam aminopolikarboksilat dan tidak berwarna, zat padat yang larut dalam air. Basa konjugatnya dinamakan Etilenadiaminatetraasetat. Senyawa ini secara luas digunakan untuk melarutkan noda kapur (limescale). Kegunaannya muncul disebabkan perananya sebagai ligan heksadentat dan zat pengkhelat, yaitu kemampuannya menjadi “sequester” ion logam seperti Ca2+ dan Fe3+. Setelah diikat oleh EDTA, ion logam tetap sebagai larutan tetapi menunjukkan reaktivitas yang berkurang. EDTA diproduksi sebagai beberapa garam, yang terkenal dinatrium EDTA dan kalsium dinatrium EDTA. Nama sistematik EDTA adalah Asam 2-({2-[Bis(karboksimetl)amino]etil}(karboksimetil)amino)asetat. Nama lainnya adalah : Asam diaminoetana-tetraasetat; Asam edetat; Asam etilena-dinitrilo-tetraasetat; dan Versen. Sifat-sifat EDTA adalah:         



 Rumus molekul: C10H16N2O8 Berat molekul: 292,24 gr/mol Penampilan: Kristal tidak berwarna Densitas: 860 mg mL−1 (pada 20 °C) Log P: −0,836 Keasaman (pKa): 1,782 Kebasaan (pKb): 12,215 Entalpi pembentukanstandarΔfHo298: −1,7654 – −1,7580 MJ mol−1 Entalpi pembakaran standarΔcHo298: −4,4617 – −4,4545 MJ mol−1 LD50: 2,580 gr kg−1 (oral, tikus)



Sintesis Senyawa ini pertama kali digambarkan oleh Ferdinand Munz, pada 1935 yang senyawa ini dibuat dari etilenadiamina dan asam kloroasetat. Kini, EDTA disintesis terutama dari



etilenadiamina (1,2-diaminoetana), formaldehida dan natrium sianida. Jalur ini menghasilkan garam natrium, yang dapat diubah dalam satu tahap berikutnya menjadi bentuk-bentuk asam: H2NCH2CH2NH2 + 4 CH2O + 4 NaCN + 4 H2O → (NaO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2Na)2 + 4 NH3 (NaO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2Na)2 + 4 HCl → (HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)2 + 4 NaCl Dengan cara ini, sekitar 80M kilogram diproduksi setiap tahun. Pengotor-pengotor dikogenerasikan melalui jalur ini yang meliputi glisin dan asam nitrilotriasetat; mereka muncul dari reaksi ammonia koproduk.



Tata Mama Untuk menggambarkan EDTA dan berbagai bentuk terprotonasi, ahli kimia membedakan antara EDTA4−, basa konjugat yaitu ligan, dan H4EDTA, prekursor, zat pendahulu untuk ligan itu. Pada pH sangat rendah (kondisi sangat asam) bentuk H6EDTA2+ yang terprotonasi sepenuhnya fmendominasi, di mana pada pH sangat tinggi atau kondisi sangat basa, bentuk Y4− yang terdeprotonasi sepenuhnya adalah prevalen. Dalam artikel ini, istilah EDTA digunakan untuk tujuan H4-xEDTAx-, di mana dalam EDTA4− kompleksnya tetap untuk ligan deprotonasi-tetra.



Dasar-dasar Kimia Koordinasi Dalam kimia koordinasi, EDTA4− merupakan anggota dari keluarga ligan asam aminopolikarboksilat. EDTA4− biasanya berikatan dengan kation logam melalui dua gugus aminanya dan empat karboksilat. Banyak senyawa koordinasi yang dihasilkan dengan mengadopsi geometri oktahedral. Meskipun kecil konsekuensi untuk aplikasinya, kompleks oktahedral ini adalah kiral. Anion [Co(EDTA)]− ini telah telah terurai menjadi enansiomer. Banyak kompleks EDTA4− mengadopsi struktur kompleks karena: 1. Pembentukan sebuah ikatan tambahan dengan air, yaitu kompleks berkoordinasi-7, atau 2. Pergantian satu tangan karboksilat oleh air. Kompleks ferri EDTA adalah berkoordinasi-7. Kerja awal atas perkembangan EDTA dilakukan oleh Gerold Schwarzenbach pada 1940an. Bentuk EDTA terutama kompleks kuat dengan Mn(II), Cu(II), Fe(III), Pb (II) dan Co(III). Beberapa fitur dari kompleks EDTA adalah relevan untuk aplikasinya. Pertama, disebabkan tingginya dentisitas, ligan ini memiliki afinitas yang tinggi untuk kation-kation logam: [Fe(H2O)6]3+ + H4EDTA = [Fe(EDTA)]− + 6 H2O + 4 H+ (Keq = 1025.1) Catatan: lambang “=” adalah tanda reaksi yang berlangsung reversibel, dua arah.



Ditulis dengan cara ini, “equilibrium quotient” menunjukkan bahwa ion-ion logam bersaing dengan proton-proton untuk berikatan dengan EDTA. Karena ion logam sangat luas yang dicakup oleh EDTA, maka sifat-sifat katalitiknya sering ditekan. Akhirnya, karena kompleks EDTA4− adalah anionik, mak mereka cenderung sangat larut dalam air. Atas alasan ini, EDTA mampu melarutkan endapat oksida logam dan karbonat.



Kegunaan EDTA dalam Industri Dalam industri, EDTA digunakan terutama untuk sequester ion logam dalam larutan air. Dalam industri tekstil, EDTA dapat mencegah pengotor ion logam dari perubahan warna produk yang dicelup. Dalam industri bubur kertas (pulp) dan kertas, EDTA menghambat kemampuan ion logam, terutama Mn2+, dari mengkatalisasi disproporsionasi hidrogen peroksida, yang digunakan dalam “pemucatan bebas-klor.” Dengan cara yang sama, EDTA ditambahkan untuk beberapa makanan sebagai pengawet atau penyetabil untuk mencegah dekolorisasi (penghilangann warna) karena oksidasi katalitik, yang dikatalisis oleh ion



logam. Dalam minuman mengandung asam askorbat dan natrium benzoat, EDTA memitigasi pembentukan benzen (suatu karsinogen). Reduksi air sadah dalam aplikasi binatu dan pembubaran (penghancuran) kerakboiler keduanya bergantung pada EDTA dan complexant terkait untuk mengikat Ca2+, Mg2+, serta ion logam lainnya. Setelah mengikat EDTA, pusat logam ini cenderung tidak membentuk endapan atau mengganggu taksi dari sabun dan deterjen. Untuk alasan yang sama, larutan pembersih sering mengandung EDTA. Kelarutan ion ferri, pada atau di bawah dekat pH netral dapat dicapai berkat menggunakan EDTA. Sifat ini bermanfaat dalam pertanian termasuk hidroponik. Namun, ketergantungan pH dari pembentukan ligan yang dimaksud, EDTA tidak berguna untuk meningkatkan kelarutan Fe dalam tanah di atas pH netral. Sebaliknya, pada pH dekat dan di atas netral, besi(III) membentuk garam tidak larut, yang kurang tersedia secara biologis bagi spesies tanaman yang berkelanjutan. [Fe(edta)]− encer digunakan untuk menghilangkan (“scrubbing”) hidrogen sulfida dari aliran gas. Pengubahan ini dicapai dengan mengoksidasi H2S menjadi unsur belerang, yang non-volatil: 2 [Fe(edta)]− + H2S → 2 [Fe(edta)]2− + S + 2 H+ Dalam aplikasi ini, pusat ferri direduksi menjadi turunan ferro-nya, yang kemudian dapat dioksidasi-ulang oleh udara. Dengan cara yang sama, nitrogen oksida disingkirkan dari aliran gas menggunakan [Fe(edta)]2−. Sifat-sifat mengoksidasi dari [Fe(edta)]− juga dieksploitasi dalam fotografi, dimana ia digunakan untuk menyetabilkan partikel perak. EDTA digunakan dalam pemisahan logam-logam Lantanida melalui kromatografi penukar-ion. Disempurnakan oleh F.H. Spedding et al. pada 1954, metode ini bergantung pada peningkatan yang stabil dengan stabilitas konstan dari kompleks EDTA lantanida dengan nomor atom. Menggunakan manik-manik polistirena bersulfonasi dan tembaga(III) sebagai penahan ion, EDTA menyebabkan lantanida turun ke kolom resin sambil memisahkan dengan mengikat lantanida murni. Menelusuri lantanida dalam rangka penurunan nomor atom. Karena metode ini mahal, relatif terhadap ekstraksi ini, maka pertukaran ion sekarang digunakan hanya untuk dengan kemurnian tertinggi (biasanya lebih besar dari 4N, 99,99%).



pelarut lawan-arussaat mendapatkanlantanida



Toksisitas dan Petimbangan Lingkungan EDTA dalam penggunaannya yang luas tersebut sebuah pertanyaan telah dimunculkan apakah ia suatu polutan organik yang persisten. Penelitian menunjukkan bahwa pada banyak kondisi, EDTA sepenuhnya dapat terurai secara biologis. Namun, ketika mensimulasi kondisi degradasi non-optimal tertentu (pH tinggi), kurang dari 1% EDTA terdegradasi selain dengan asam etilenadiaminatriasetat, yang kemudian dapat mengalami siklisasi menjadi 3ketopiperazine-N,N-diacetate, suatu zat kimia organik kumulatif, persisten dengan pengaruh yang tidak diketahui terhadap lingkungan. Suatu zat pengkhelat alternatif dengan sedikit dampak polusi lingkungan ialah EDDS. EDTA menunjukkan toksisitas akut yang rendah dengan LD50 (tikus) 2,0 – 2,2 gr/kg. EDTA telah ditemukan baik berupa sitotoksik maupun genotoksik lemah di laboratorium hewan. Pajanan oral telah dicatat menyebabkan efek-efek terhadap reproduksi dan perkembanga. Studi yang sama oleh Lanigan dengan menemukan bahwa kedua pajanan dermal (kulit) terhadap EDTA dalam formulasi kosmetika pada umumnya dan pajanan inhalasi terhadap EDTA dalam formulasi kosmetika aerosol akan menghasilkan tingkat pajanan di bawah yang terlihat tersebut sebagai racun dalam studi dosis oral.



Metoda Deteksi dan Analisis Metoda pelacakan dan pengukuran EDTA paling sensitif dalam sampel biologi ialah spektrometri-massa elektroforesis kapiler reaksi-pemantau selektif (disingkat SRM-CE/MS), yang memiliki batas deteksi 7,3 ng/mL dalam plasma manusia dan batas kuantisasi 15 ng/mL. Metoda ini bekerja dengan volume sampel sekecil-kecilnya ~7-8 nL.



2.3 Titrasi Pengompleksan Besi(III)



Reaksi yang penting juga terjadi pada pengujian Besi(III) yang mengandung Besi(II) dan nikel dalam sampel. Langkah untuk menentukan kadar dalam sampel yang mengandung besi dan nikel sebenarnya sama dengan penentuan logam lain yang terkandung dalam suatu sampel. Namun pengujian Besi(III) menggunakan tiosianat sehingga terjadi pembentukan kompleks stabil. Proses pembentukan kompleks Besi(III) secara bertahap yaitu:



Fe3+



+



3CN-



Fe(CN)3 ↓



Fe(CN)3 ↓



+



3CN-



[Fe(CN)6]3-



Fe3+



+



[Fe(CN)6]3-



Fe[Fe(CN)6]



Dan diantara persamaan diatas terdapat kompleks ini [Fe(SCN)3] merupakan non elektrolit, ia dapat dengan mudah diekstraksi dengan eter atau amil alkohol. Kompleks-kompleks yang bermuatan negative merupakan anion yang bergerak kearah anode jika dielektrolisis. Reaksi ini adalah spesifik terhadap ion besi(III) karena ion besi(II) tidak bereaksi dengan sianida Uji nyatanya sering dipakai untuk menguji besi(III) yang disertai adanya ion besi(II).



Pada penentuan besi(III) yang mengandung nikel dan besi dalam sampel. Perlakuan awal adalah dengan mengambil beberapa mL sampel dengan volume yang tepat dimasukkan ke dalam Erlenmeyer lalu ditambahkan larutan bufer 10 beberapa mL namun volume bufer yang ditambahkan tidak boleh melebihi 5 mL karena kalau bufer ditambahkan melebihi sampel,



akan mempengaruhi kondisi larutan titer. Penambahan bufer dengan pH 10 bertujuan untuk memperoleh kompleks yang stabil karena pada besi(III) akan membentuk ion yang stabil pada pH 10. Setelah ditambahkan larutan bufer kemudian ditambahkan indikator Eriochrome Black T. jika EBT yang digunakan masih dalam keadaan padat maka penambahan hendaknya sedikit saja pada ujung pengaduk hanya ditempelkan saja kerena indicator EBT ini dengan penambahan sedikit saja akan merubah warna larutan menjadi merah anggur. Kemudian dititrasi dengan natrium EDTA sehingga diperoleh warna merah tua. Warna merah tua ini diperoleh karena sebelum dititrasi dengan natrium EDTA akan membentuk ion kompleks dengan sianida sehingga untuk menghentikan titrasi ketika warna larutan telah berwarna biru. Titrasi dengan EDTA berjalan dengan lambat untuk itu titrasi harus dilakukan pada suhu 400C hingga 600C sehingga kompleksometri dapat berjalan lebih cepat. Agar sianida tidak mengganggu proses penetuan kadar besi maka akan dilakukan penopengan atau disebut juga masking. Proses masking ini bertujuan untuk menghilangkan atau membuat suatu ion tidak berpengaruh pada penentuan kadar suatu logam yang terkandung pada sampel. Reaksi yang terjadi pada besi(III) dengan natrium EDTA sebagai berikut:



Fe3+ +



Na2EDTA



→



(FeEDTA)-



+



2H+



biru



Reaksinya dengan ion besi (III) sangat khas dan dapat dipakai untuk mendeteksi kedua ion tersebut. Warna merah tua yang terlihat disebabkan oleh pembentukan sejumlah ion-ion besi(III) heksasianoferat(III) atau disebut juga molekul yang tak bermuatan Fe[Fe(CN)6]. Untuk menghilangkan pengaruh sianida maka dilakukanlah masking atau penopengan.