Rabu, 03 April 2013

Titrasi Asam Basa



Analisis kimia mencakup dua hal, yaitu :
 (1) analisis kualitif : yaitu menentukan macam zat,dan
 (2) analisis kuantitatif : yaitu menentukan banyaknya / kadar  zat
Volumetri (Titrimetri)
Suatu metode analisis kuantitatif menentukan  kadar zat berdasarkan volumenya , dengan cara titrasi (penetesan / penambahan larutan ke dalam larutan lain)
Titrasi Asam-Basa

Titrasi merupakan suatu metode untuk menentukan kadar suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, apabila melibatan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam-basa.
Zat yang akan ditentukan kadarnya disebut sebagai “analit”, zat yang berada di dalam disebut “titran”, sedangkan zat yang telah diketahui konsentrasinya disebut sebagai “titer”

Peralatan Titrasi

Beberapa peralatan pokok titrasi antara lain adalah :

  • Labu titrasi
  • Pipiet volume
  • buret
  • labu takar
  • gelas piala/ bekerglas
  • gelas pengaduk, dll



Bahan-bahan

  1. Larutan standar ; ialah larutan yang telah diketahui kadarnya (dibuat)
  2. Larutan sampel ; ialah larutan yang akan ditentukan kadarnya.
  3. (larutan) indikator ; ialah (larutan) zat yang diperlukan untuk mengakhiri titrasi
Indikator asam-basa ; ialah at yang berbeda warnya dalam suasana asam dan dalam suasana
basa


Proses Titrasi (Volumetri)

  1. Buret diisi larutan standar ( sebagai pentiter )
  2. Labu titrasi diisi larutan sample ( sebanyak volume tertentu , melalui pipet volume ) dan beberapa tetes larutan indicator, lalu digoyang sampai homogen
  3. .Larutan pentiter diteteskan (dari buret), sambil labu titrasi digoyang (agar terjadi reaksi yang merata ) sampai terjadi perubahan warna larutan sample, penetesan larutan pentiter dihentikan lalu dibaca/ dicatat volume yang diperlukan

Perhitungan
Dasar perhitungan volumetri adalah :
                                   
                                         mmolek lart. standar  =  mmolek larutan sampel         ................ ( 1 )

atau
                                                                     Vst x  Nst  =  Vx  x  Nx                  . . . . . . . . . . . . . . . . . …… (2)


Dengan :  Vst  :  volume larutan standar (terbaca dari buret )
                Nst   :  normalita larutan standar (yang tlah dibuat; diketahui)
                Vx    :  volume larutan sample (diambil sejumlah tertentu dengan pipet volume
                Nx   :  normalita larutan sample
Dan :   Vml x N  =  mmolek

Untuk Titrasi Asam-Basa

                                                     VA   x  NA  =  VB  x  NB        ……….................…..( 3)
atau
 mmolek asam  =  mmolek basa

  
Dasar Reaksi Titrasi Asam – Basa :  NETRALISASI

Titrasi netralisasi merupakan titrasi dengan menggunakan asam-basa. Dalam titrasi netralisasi dikenal 2 macam titrasi yaitu :
1.     Titrasi asidimetri adalah titrasi dengan menggunakan larutan standar asam dan sampelnnya bersifat basa
2.    Titrasi alkalimetri adalah titrasi 
dengan menggunakan larutan standar basa dan sampelnnya bersifat asam
Reaksi netralisasi terjadi antara ion hidrogen sebagai asam dengan ion hidroksida sebagai basa dan membentuk air yang bersifat netral. Berdasarkan konsep lain reaksi netralisasi dapat juga dikatakan sebagai reaksi antara donor proton (asam) dengan penerima proton (basa).


Reaksi :  Asam  +  Basa ------>  Garam  +  Air

Contoh  :  (1)   HCL  +  NaOH ---------> NaCl  +  H2O
                 ( 2)  H2SO4  +  KOH ----------> K2SO4  +   H2O

Titik Ekivalen

Ialah  saat reaksi antara asam dengan basa tepat ekivalen secara stokhiometri.; yaitu mmolek asam = mmolek basa . Pada saat ini seharusnya titrasi dihentikan (secara teoritis).
Ada dua cara umum untuk menentukan titik ekuivalen pada titrasi asam basa.
1)       Memakai pH meter untuk memonitor perubahan pH selama titrasi dilakukan, kemudian membuat plot antara pH dengan volume titrant untuk memperoleh kurva titrasi. Titik tengah dari kurva titrasi tersebut adalah “titik ekuivalent”.
2)        Memakai indicator asam basa. Indikator ditambahkan pada titrant sebelum proses titrasi dilakukan. Indikator ini akan berubah warna ketika titik ekuivalen terjadi



Titik Akhir Titrasi (endpoint)

Ialah  titrasi dihentikan . yaitu saat terjadinya perubahan warna indikator
Titik akhir titrasi dapat terjadi setelah atau sebelum titk ekivalen, tergantung pH perubahan warna indikator


Indikator
Suatu zat kimia yang mempunyai warna berlainan dalam suasana asam dan dalam suasana basa

Indikator
Trayek pH
Warna

Asam
Basa
Metil jingga (m o )
Netil merah (m r)
Timol biru
Fenolftalein (pp)
3,1 – 4,4
4,2 – 6,2
8,0 – 9,6
8,3 –10
Merah
Merah
Kuning
Tak berwarna
Jingga
Kuning
Biru
merah

Contoh : kisaran pH dan perubahan warna indikator pp

                          
            _______________________________________________________                        
                           asam              8,3              campuran       9,8        basa                 
                                                  
                tak berwarna          rosa                                    merah


Pemilihan indikator                      

Indikator yang dipilih adalah yang mempuyai perubahan warna pada pH paling dekat dengan pH ekivalen secara teoritis (perhitungan ) dari senyawa garam yang tebentuk

Contoh . Dititrasi 10 ml larutan asam asetat 0,10 N dengan 0,10 N NaOH.
Secara teori (dari rumus 2) diperlukan NaOH sebanyak 10 ml . Maka vol total = 20 ml
Dalam campuran terjadi reaksi sbb:


     H3CCOOH   +  NaOH ------------> H3CCOONa    +  H2O

Pada saat ekivalen ( NaOH dan CH3COOH habis bereaksi ) terbentuk CH3COONa sebanyak: 10 ml x 0,1 N  = 1 mmolek /20 ml  = 1 mmol /20 ml  = 5 x 10 –2 M

    pH garam = ½  (PKw  + pKa  + log [garam] )            Ka = 1 x 10 -5

                     = ½ (14  + 5  + log 5 x 10-2 )   = ½  ( 14  +  5  - 2  +  0,7 )   =  8,85

Sehingga indikator yang paling tepat  digunakan adalah pp atau timol biru.

Titrasi Asam Kuat dengan Basa Kuat

Contoh : dititrasi 10 ml HCl  0,1N dengan larutan 0,1 N NaOH
Proses titrasi :
Selama titrasi terjadi reaksi sbb:   HCl  +  NaOH                        NaCl  +  H2O

1. Sebelum penambahan NaOH
pH larutan HCl = - log [ HCl ] = - log 0,1  =  1

 2. Setelah penambahan NaOH , sebelum akivalen (volume NaOH pada saat ekivalen 
                                            = 10 ml  ( terhitung dari rumus 3 )
       Misalnya penambahan NaOH sebanyak 5 ml ;
       Semula : HCl         = 10 ml x 0,1N  = 1 mmolek = 1 mmol
                      NaOH     = 5 ml x 0,1 N  =  0,5  mmolek  =  0,5 mmol (dan habis bereaksi)
                      HCl sisa  = 1  -  0,5  mmol  =  0,5 mmol/15 ml  =  0,033 M
        Sehingga pH larutan pada saat ini  =  - log 0,033  =  1,5
     
3.Pada saat ekivalen ( penambahan NaOH = 10 ml )
   HCl dan NaOH habis bereaksi, terbentuk NaCl yang bersifat netral , sehingga pH lart. - 7.
Dalam praktek tidak ada indikator yang perubahan warnanya tepat pada pH 7, sehingga digunakan indikator pp yang berubah warna dari tidak berwarna menjadi rosa pada pH 8,0 ( kelebihan basa ) ; Jadi titik akhir titrasi terjadi setelah titik ekivalen.

4. Pada saat kelebihan NaOH ( misalnya penambahan NaOH = 11 ml )

NaOH sisa = mmolek NaOH – mmolek HCl  =  11 x 0,1  -  10 x 0,1  =  0,1  mmolek
                  =  0,1 mmol / vol. Tot   =  0,1 mmol / 21 ml  = 0,005 M
pOH = - log [ NaOH ]  =  - log 0,005  =  3 – 0,7  =  2,3

pH larutan  =  14  -  2,3  =  11,7

Titrasi Asam Lemah dengan Basa Kuat

          Selama titrasi terjadi reaksi sbb:

                         CH3COOH  +  NaOH                        CH3COONa  +  H2O       

Misalnya titrasi 10 ml 0,1 N  CH3COOH ( Ka = 1 x 10-5 ) dengan  0, 1 N NaOH
(dari perhitungan, ekivalen terjadi setelah penambahan NaOH sebanyak 10 ml)


Perhitungan pH selama proses titrasi

  1. Sebelum peambahan NaOH
        
                    [H+] =   Ka x  M   =     10-5  x 0,1  =  10-3 ;  sehingga pH larutan asam = 3

  1. Setelah Penambahan NaOH 5 ml ( sebelum ekivalen )

[ asam ]semula  = 10 ml x 0,1 N = 1 mmolek =  1 mmol
[NaOH] = 5 ml  x 0,1 N =  0,5 mm olek  - 0,5 mmol ( habis bereaksi )

dari reaksi :

                         CH3COOH  +  NaOH                        CH3COONa  +  H2O       
Semula :     1 mmol      0,5 mmol                        0 mmol
Bereaksi     0,5 mol      0,5 mmol    menghs       0,5 mmol
Sisa            0,5 mmol        0

CH3COONa yang terbentuk = 0,5 mmol
sisa asam  = 1  -  0,5 mmol = 0,5 mmol
Karena yang tersisa adalah asam lemah, maka campuran merupakan sistem bufer, dengan harga pH sbb:

    PH  =  pKa  +  log  [garam]/ [asam] sisa
  
           =  5  +  log 0,5 / 0,5  =  5
   
  1. Pada saat ekivalen
Asam dan basa habis bereaksi , dan terbentuk garam CH3COONa
[garam] = 10 x 0,1 N = 1 mmolek  = 1 mmol/ 20 ml  = 0,05 M

pH garam = ½ ( pKw  +  pKa  +  log [garam ] )
                    
                       = ½  ( 14  +  5  + log 0,05 )   =  8,85

  1. Setelah Titik Ekivalen

-          Misalnya penambahan NaOH = 11 ml ; maka :
         [ NaOH ]         = 11 ml x 0,1 N  =  1,1 mmolek = 1,1 mmol
         [ CH3COOH ] = 10 ml x 0,1 N  = 1 mmolek    =  1 mmol

 Dari reaksi :

                         CH3COOH  +  NaOH -----------> CH3COONa  +  H2O       
Semula :     1 mmol      1,1 mmol                        0 mmol
Bereaksi     1 mol         1     mmol    menghs       1mmol
Sisa             0 mmol      0,1 mmol

           [ NaOH ] sisa  = 0,1 mmol / 21 ml =  0,005 M

          pOH larutan = - log [ NaOH ]  = - log 0,005  =   2,3

         pH larutan  =  14  -  2,3  =  11,7

Catatan  : Keadaan ini juga berlaku untuk titrasi basa lemah  ( NH4OH ) dengan  asam kuat ( HCl )

Netralisasi Campuran asam atau Campuran Basa :

Jika proses netralisasi melibatkan lebih dari satu asam atau basa maka pada titik ekivalen berlaku :
Jumlah VA x NA  =   Jumlah VB  x  NB

Tidak ada komentar:

Posting Komentar