Peta Konsep
B. Titrasi Asam–Basa
Reaksi penetralan dapat digunakan untuk menetapkan kadar atau konsentrasi suatu larutan asam atau basa. Penetapan kadar suatu larutan ini disebut titrasi asam-basa. Titrasi adalah penambahan larutan baku (larutan yang telah diketahui dengan tepat konsentrasinya) ke dalam larutan lain dengan bantuan indikator sampai tercapai titik ekuivalen. Titrasi dihentikan tepat pada saat indikator menunjukkan perubahan warna. Saat perubahan warna indikator disebuttitik akhir titrasi (James E. Brady, 1990).
PerubahanpH pada reaksi asam–basa
Suatu asam yang mempunyai pH kurang dari 7 jika ditambah basa yang pH–nya lebih dari 7, maka pH asam akan naik, sebaliknya suatu basa jika ditambah asam, maka pH basa akan turun. Apabila penambahan zat dilakukan tetes demi tetes kemudian dihitung pH–nya akan diperoleh kurva titrasi, yaitu grafik yang menyatakan pH dan jumlah larutan standar yang ditambah.
1. Titrasi Asam Kuat oleh Basa Kuat
Kurva titrasi asam kuat oleh basa kuat ditunjukkan pada gambar 5.6.
Misalnya, 25 mL HCl 0,1 M (asam kuat) dititrasi oleh NaOH 0,1 M (basa kuat), kita dapat menghitung pH larutan pada bermacam-macam titik selama berlangsungnya titrasi. Pada grafik, diperlihatkan ciri penting dari kurva titrasi NaOH – HCl bahwa pH berubah secara lambat sampai dekat titik ekuivalen. Penambahan NaOH menyebabkan harga pH naik sedikit demi sedikit. Namun, pada titik ekuivalen, pH meningkat sangat tajam kira- kira 6 unit (dari pH 4 sampai pH 10) hanya dengan penambahan 0,1 mL (± 2 tetes). Setelah titik ekuivalen, pH berubah amat lambat jika ditambah NaOH. Indikator-indikator yang perubahan warnanya berada dalam bagian terjal kurva titrasi ini, yaitu indikator yang mempunyai trayek pH antara 4 sampai 10 cocok digunakan untuk titrasi tersebut. Indikator yang dapat digunakan pada titrasi ini adalah metil merah, brom timol biru, dan fenolftalein. Untuk titrasi asam kuat oleh basa kuat, besarnya pH saat titik ekuivalen adalah 7.
Gambar 5.6 Grafik titrasi asam kuat oleh basa kuat.
14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 Titik setara
SelangpH, alizarin kuning R
SelangpH, fenolftalein
SelangpH, fenol merah
SelangpH, metil merah SelangpH, metil jingga
SelangpH, timol biru
PadapH ini asam kuat tepat habis bereaksi dengan basa kuat, sehingga larutan yang terbentuk adalah garam air yang bersifat netral.
2. Titrasi Asam Lemah oleh Basa Kuat
Penetralan asam lemah oleh basa kuat agak berbeda dengan penetralan asam kuat oleh basa kuat. Contohnya, 25 mL CH3COOH 0,1 M dititrasi oleh NaOH 0,1 M. Mula-mula sebagian besar asam lemah dalam larutan berbentuk molekul tak mengion CH3COOH, bukan H+ dan CH
3COO–. Dengan basa kuat, proton dialihkan langsung dari molekul CH3COOH yang tak mengion ke OH–. Untuk penetralan CH
3COOH oleh NaOH, persamaan ion bersihnya sebagai berikut (James E. Brady, 1990).
CH3COOH(aq) + OH–(aq)
⎯⎯→ H2O(l) + CH3COO–(aq)
Kurva titrasi asam lemah oleh basa kuat dapat ditunjukkan pada gambar 5.8.
Gambar 5.7 Titik ekuivalen titrasi asam kuat oleh basa kuat dengan indikator fenolf- talein (PP) ditandai dengan perubahan warna larutan menjadi merah muda per- tama dan tidak hilang setelah dikocok. Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000.
Volume pada 0,1000 M NaOH, mL 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 Titik setara pH = pKa Selang pH, fenolftalein
Selang pH, metil merah
pH
Sifat penting yang perlu diingat pada titrasi asam lemah oleh basa kuat adalah:
a. pH awal lebih tinggi daripada kurva titrasi asam kuat oleh basa kuat (karena asam lemah hanya mengion sebagian).
b. Terdapat peningkatan pH yang agak tajam pada awal titrasi. Ion asetat yang dihasilkan dalam reaksi penetralan bertindak sebagai ion senama dan menekan pengionan asam asetat.
c. Sebelum titik ekuivalen tercapai, perubahan pH terjadi secara bertahap. Larutan yang digambarkan dalam bagian kurva ini mengandung CH3COOH dan CH3COO– yang cukup banyak. Larutan ini disebut la- rutan penyangga.
d. pH pada titik di mana asam lemah setengah dinetralkan ialah pH = pKa. Pada setengah penetralan, [CH3COOH] = [CH3COO–].
e. pH pada titik ekuivalen lebih besar dari 7, yaitu ± 8,9, sebagai akibat hidrolisis oleh CH3COO–.
f. Setelah titik ekuivalen, kurva titrasi asam lemah oleh basa kuat identik dengan kurva asam kuat oleh basa kuat. Pada keadaan ini, pH ditentukan oleh konsentrasi OH– bebas.
g. Bagian terjal dari kurva titrasi pada titik ekuivalen dalam selang pH yang sempit (dari sekitar 7 sampai 10).
h. Pemilihan indikator yang cocok untuk titrasi asam lemah oleh basa kuat lebih terbatas, yaitu indikator yang mempunyai trayek pH antara 7 sampai 10. Indikator yang dipakai adalah fenolftalein.
3. Titrasi Basa Lemah oleh Asam Kuat
Jika 25 mL NH4OH 0,1 M (basa lemah) dititrasi dengan HCl 0,1 M (asam kuat), maka besarnya pH semakin turun sedikit demi sedikit, kemudian mengalami penurunan drastis pada pH antara 4 sampai 7. Titik ekuivalen terjadi pada pH kurang 7. Oleh sebab itu, indikator yang paling cocok adalah indikator metil merah.
1. Sebanyak 20 mL asam sulfat tepat habis bereaksi dengan 30 mL larutan KOH 0,1 M. Tentukan molaritas asam sulfat tersebut!
2. Sebanyak 150 mL larutan NaOH 0,1 M direaksikan dengan 100 mL larutan H2SO4 0,1M.
a. Tuliskan persamaan reaksi setaranya. b. Tentukan pereaksi pembatasnya. c. Hitunglah pH larutan.
3. Tentukan indikator yang dipakai pada penetralan: a. asam kuat oleh basa kuat
b. asam lemah oleh basa lemah c. basa lemah oleh asam kuat
Latihan 5.3
4. Untuk menentukan kadar asam cuka perdagangan, diambil 10 mL larutan asam cuka, kemudian diencerkan sampai volume 50 mL. Dari hasil pengenceran diambil 5 mL, kemudian dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M, ternyata volumenya 20 mL. Jika diketahui massa jenis asam cuka adalah 1,05 g mL–1, hitunglah kadar asam cuka perdagangan tersebut!
5. Kalsium oksida sebanyak 11,2 gram dilarutkan ke dalam air. Larutan ini tepat dinetralkan dengan 25 mL larutan HCl 0,8 M. Tentukan kemurnian kalsium oksida tersebut! (Ar Ca = 40, O = 16, H = 1, dan Cl = 35,5).
6. Sebanyak 25 mL larutan HCl 0,1 M dititrasi dengan larutan KOH 0,1 M. Hitunglah pH larutan:
a. sebelum ditambah KOH
b. setelah ditambah KOH sebanyak 5 mL c. setelah ditambah KOH sebanyak 15 mL d. setelah ditambah KOH sebanyak 24 mL e. setelah ditambah KOH sebanyak 25 mL f. setelah ditambah KOH sebanyak 26 mL g. setelah ditambah KOH sebanyak 35 mL h. setelah ditambah KOH sebanyak 50 mL Gambarlah kurva titrasi tersebut!
7. Larutan HCl 0,1 M sebanyak 50 mL dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M. Jika pH saat itu adalah 3, berapa volume larutan NaOH tesebut?
8. Asam klorida yang mempunyai pH = 1 dicampur dengan 50 mL larutan kalsium hidroksida yang mempunyai pH = 13. Ternyata pH campuran menjadi 12 + log 5. Berapa mL asam klorida yang ditambahkan?
9. Hitunglah volume larutan KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan secara sempurna masing-masing larutan berikut.
a. 10 mL HCl 0,3 M b. 10 mL H2SO4 0,2 M c. 15 mL H3PO4 0,25 M
10.Uraikan tahap-tahap dasar yang terlibat dalam titrasi asam–basa! Mengapa teknik ini dinilai sangat praktis? Bagaimana indikator asam–basa bekerja?
A. Judul
Penentuan Konsentrasi HCl dengan Titrasi
