PERCOBAAN IV kurva titrasi

(1)

PERCOBAAN IV

Judul Percobaan : KURVA TITRASI

Tujuan : Membuat kurva titrasi dari berbagai macam larutan

Hari / tanggal : Senin / 11 November 2008.

Tempat : Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin.

I. DASAR TEORI

Konsentrasi ion H+_{dan konsentrasi ion OH}-_{dalam air, larutan asam atau} basa merupakan bilangan yang sangat kecil. Oleh sebab itu seorang ahli kimia yang bernama Sorensen menggunakan suatu konsep yang disebut konsep pH (“p” berarti potensial dan “H” adalah simbol untuk hidrogen). pH didefinisikan secara matematika sebagai berikut :

pH = - log [H+_] (aq)

Unsur air murni yang tidak asam dan tidak basa yaitu netral maka : H+

(aq) = 10-7 dan

pH = - log 10-7

= 7

Kalau larutan bersifat asam maka harga pH lebih kecil dari pada 7. kalau larutan itu mengandung zat yang bersifat basa, misalnya NaOH, maka harga pH lebih besar dari pada 7.

Selama proses titrasi pH larutan berubah perlahan-lahan, tetapi di daerah titik kesetaraan perubahan pH sangat besar. Itulah sebabnya sajian grafik volume penitran terhadap pH sangat penting. Sajian grafik itu disebut kurva titrasi.

Konsentrasi ion H+_{dan konsentrasi ion OH}-_{dalam air, larutan asam atau} basa merupakan bilangan yang sangat kecil. Oleh karena itu seorang ahli kimia bernama Sorensen menggunakan suatu konsep yang disebut konsep pH (“P” berarti potensial dan “H” berarti hidrogen).

(2)

6 0

dapat dikalibrasikan dengan suatu larutan yang pH nya telah diketahui. Suatu alat yang didasarkan pada kondisi tersebut dinamakan pH meter.

pH meter adalah suatu rangkaian alat elektronik yang dilengkapi suatu elektroda kaca. Bila elektroda kaca ini dimasukkan ke dalam larutan akan timbul beda potensial yang dakibatkan oleh adanya ion H+ _{dalam larutan dalam jumlah} yang besar. Ini ditunjukkan dengan angka yang menyatakan pH larutan tersebut alat ini mengukur berdasarkan perbedaan relatif konsentrasi ion H+_{. Untuk} menggunakan alat ini cukup mencelupkan elektrodanya ke dalam larutan yang diukur, dan secara otomatis jarum penunjuk atau angka digital akan menunjukkan harga pH yang diukur. pH meter dapat digunakan untuk mengikuti titrasi asam basa.

Titrasi asam basa merupakan cara yang cepat dan mudah untuk menentukan jumlah senyawa-senyawa yang bersifat asam dan basa.

Asam Netral Basa

Trayek Perubahan Warna

Titrasi asam basa dapat dianggap sebagai interaksi pasangan asam-basa berpasangan menurut teori Bronsted-Lowry, yaitu:

Asam1 + Basa2 Basa1 + Asam2

Bila titrasi dilakukan dalam pelarut air, maka perpindahan proton dinyatakan melalui molekul air. Akibatnya persamaan umum untuk titrasi asam-basa dalam pelarut air ditulis sebagai persamaan reaksi antara ion hidronium dan ion hidroksida yakni:

H3O+ + OH- H2O + H2O

Titrasi Asam Kuat dengan Basa Kuat

Asam kuat dan basa kuat mengalami reaksi alih proton yang sempurna dengan air, yang menyebabkan terbentuknya ion hidronium dan ion hidroksida.

Asam + H2O → Basa + H3O+ Basa + H2O → Asam + OH

-Oleh karena itu, titrasi asam kuat dengan basa kuat dapat disingkat menjadi reaksi antara ion hidronium dan ion hidroksida sebagai berikut:

Created By: Ummu hani

(3)

H3O+ + OH- → H2O + H2O

Jalannya titrasi secara teoritis dihitung dari persamaan kesetimbangan massa dan tetapan kesetimbangan. Caranya akan dilukiskan dengan membuat kurva teoritis.

Harga pH sebelum mulai titrasi pH = -log [HCl]

Harga pH sebelum titik ekivalen pH = -log [HCl]sisa Harga pH pada saat titik ekivalen pH = ½ pKw = 7

Harga pH sesudah titik ekivalen pH = pKw + log [NaOH]sisa

Titrasi Asam Lemah dengan Basa Kuat

Titrasi asam lemah lebih sulit dan lebih rumit dari pada titrasi asam kuat dengan basa kuat. Daerah kesetaraannya lebih sempit, sehingga persyaratan titrasi hanya dapat dilihat secara tepat dari kurva teoritis:

Harga pH sebelum mulai titrasi pH = - log (Ka.[HA]1/2

Harga pH sebelum ekivalen

pH = pKa + log __Asam G _

Harga pH sesudah ekivalen

pH = pKw + log [NaOH]sisa

Titrasi asam-basa poliprotik

Bila ada dua pasang atau lebih asam-basa berpasangan, maka perhitungan konsentrasi akan makin sulit.

(4)

6 0

poliprotik dibuat dengan mendempetkan kurva-kurva titrasi masing-masing pasangan asam basa tersebut. Untuk H3PO4, pasangan-pasangan asam-basa yang akan diperhitungkan adalah H3PO4/ H2PO4-, H2PO4-/ HPO42-, H3PO42-/PO43-. Titrasi H3PO4 dengan larutan baku NaOH berlangsung menurut persamaan reaksi berikut:

H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O pKa1 = 2,1 H2PO4- + OH- HPO42- + H2O pKa1 = 7,2 HPO42- + OH- PO43- + H2O pKa1 = 12,4

Membuat kurva titrasi ini banyak manfaatnya, karena pada satu pihak kurva itu mudah dibuat, dan pada pihak lain banyak simpulan penting dapat ditarik dari kurva ini. Ketelitian penentuan dapat dinilai, indikator yang sesuai dapat dipilih dan persyaratan lain dapat dipilih sehingga diperoleh proses titrasi yang sempurna.

II. ALAT DAN BAHAN

pH

(5)

Alat – alat yang digunakan yaitu :

- pH meter 1 buah

- Pengaduk 1 buah

- Gelas kimia 50 ml 1 buah

- Pipet tetes 1 buah

- Standar besi 1 buah

- Elektroda 1 buah

- Gelas ukur 10 mL 1 buah

Bahan - bahan yang digunakan yaitu : - HCl 0,1 M

- CH3COOH 0,1 M

- NaOH 0,1 M

III. PROSEDUR KERJA

1. Mencelupkan elektroda ke dalam 25 mL 0,1 M HCl, mengukur pH

larutan itu.

2. Menambahkan 5 mL NaOH sampai 20 mL. Apabila dekat dengan

titik akhir maka dengan penambahan sedikit NaOH, pH akan berubah secara cepat, jadi setelah penambahan 20 mL melakukan penambahan dengan 0,5 mL sampai jumlah penambahan mencapai 30 mL. Mengaduk sesudah setiap penambahan.

3. Mengulangi percobaan dengan 25 mL larutan asam asetat dengan penambahan 2 mL sampai 30 mL.

4. Sesudah dua percobaan, mencuci elektroda-elektroda dengan air dan menyimpan elektroda tersebut dengan mencelupkan ke dalam air.

(6)

6 0

Tabel hasil titrasi asam lemah dengan basa kuat

No. Variabel Yang Diamati Hasil Pengamatan

Titrasi CH3COOH 0,1 M 25 ml

- pH awal

- Penambahan NaOH

2 ml 4 ml 6 ml 8 ml 10 ml 12 ml 14 ml 16 ml 18 ml 20 ml 22 ml 24 ml 26 ml 28 ml 30 ml

2,84

pH = 3,56 pH = 3,89 pH = 4,08 pH = 4,22 pH = 4,36 pH = 4,48 pH = 4,60 pH = 4,71 pH = 4,83 pH = 4,95 pH = 5,06 pH = 5,20 pH = 5,41 pH = 5,68 pH = 6,30

Tabel hasil titrasi asam kuat dengan basa kuat

(7)

(8)

6 0

Pada percobaan ini yaitu menitrasi larutan HCl dengan larutan standar NaOH. Jika larutan asam ditambahkan dengan larutan basa maka pH larutan akan naik. Titrasi asam basa ini dilakukan secara alkalimetri yaitu yang menjadi bahan titran adalah dari golongan basa (NaOH) yang merupakan basa kuat, yang ditambahkan setetes demi setetes ke dalam larutan HCl (asam kuat), penambahan secara bertahap dengan volume bervariasi dalam larutan HCl akan menunjukkan pH yang naik secara signifikan. Tujuan pada percobaan ini adalah untuk mengetahui perubahan pH larutan HCl setiap penambahan NaOH dengan volume yang bervariasi.

Penambahan NaOH akan memperbanyak konsentrasi ion OH-_dalam

larutan, semakin banyak konsentrasi ion OH- _{maka semakin basa larutan} ([OH-_{] >[H}+_{]). pH larutan basa lebih dari 7, pH larutan asam kurang dari 7,} larutan netral mempunyai pH = 7.

Pada kurva titrasi HCl dengan NaOH terlihat bahwa pada permulaan titrasi pH berubah secara perlahan – lahan, karena pelarutnya air yang bertindak sebagai molekul ikut serta dalam kesetimbangan dengan proton yang menunjukkan kerja penyangga oleh pasangan asam basa H3O+/H2O didaerah titik ekivalen pH berubah dengan tajam, sedikit penitran yang ditambahkan kedalam larutan ini menyebabkan peningkatan yang besar. Peningkatan pH yang sangat tajam terjadi pada penambahan 23,5 mL NaOH pH naik secara tajam yaitu yang awalnya 3,10 menjadi 10,07. Hal ini menunjukkan bahwa pada penambahan NaOH sebanyak 23,5 mL ini mulai tercapai titik ekivalen. Setelah titik ekivalen perubahan pH relatif kecil. Hal ini disebabkan oleh kerja penyangga yang berperan yaitu pasangan H2O/OH-.

Titik ekivalen berdasarkan perhitungan terjadi pada saat penambahan 25 mL NaOH 0,1 M karena pada saat ini mol HCl dan NaOH tepat habis bereaksi. Sedangkan pada titik sesudah ekivalen pH akan menjadi pH basa karena NaOH yang ditambahkan terus mengakibatkan ion OH-_{dalam larutan menjadi lebih banyak daripada ion H}+_{. Sedangkan pada} penambahan 23,5 mL titrasi belum mencapai titik ekivalen .ini berbeda

(9)

dengan hasil percobaan yang mana pada volume 23,5 mL mulai menunjukkan titik ekivalen. Hal ini mungkin terjadi karena konsentrasi dan volume larutan belum tepat dengan yang ditentukan.

Reaksi yang terjadi adalah:

HCl + NaOH NaCl + H2O

 CH3COOH + NaOH

Pada percobaan ini merupakan titrasi antara asam lemah dengan basa kuat. CH3COOH merupakan asam lemah yang apabla dilarutkan dalam air akan mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidrogen sebagai satu – satunya ion positif. Reaksi ionisasi asam lemah dan basa kuat merupakan reaksi kesetimbangan dan tetapan kesetimbangan masing – masing disebut tetapan ionisasi asam (Ka). Harga Ka menyatakan ukuran kekuatan asam., makin kecil harga Ka makin sedikit jumlah yang terionisasi berarti asam semakin lemah dan sebaliknya. Karena CH3COOH hanya melepaskan satu atom H, maka CH3COOH akan memiliki satu titik ekivalen dan mempunyai satu nilai Ka.

Berdasarkan hasil pengamatan pH awal CH3COOH adalah 2,84 sedangkan pada perhitungan adalah 3. Pada perhitungan berdasarkan percobaan pH pada penambahan 30 mL NaOH hanya 6,30 sehingga titik ekivalen pada percobaan belum tercapai.

Pada kurva dapat dilihat bahwa pH berdasarkan perhitungan sangat berbeda dengan pH berdasarkan percobaan, pada perhitungan terdapat titik ekivalen dengan pH sebesar 9.

Reaksi yang terjadi adalah:

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

(10)

6 0

ditambahkan akan menghabiskan komponen larutan penyangga itu maka pHnya akan berubah drastis.

VI. KESIMPULAN

1. Titik ekivalen diperoleh pada saat asam dan basa habis bereaksi. 2. Titrasi antara asam kuat dan basa kuat mencapai ekivalen pada saat pH

= 7

3. Pada titrasi asam lemah dengan basa kuat ada satu titik ekivalen karena memiliki satu harga ka.

4. Pada titrasi asam lemah dan basa kuat akan terbentuk larutan buffer yang terjadi sebelum tercapai titik ekivalen.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Purba, Michael. 2004. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta:Erlangga. Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta:UI-Press. S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 2. Bandung : ITB.

Tim dosen praktikum kimia fisika. 2008. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Banjarmasin:FKIP UNLAM. (tidak dipublikasikan)

LAMPIRAN

Kurva Titrasi HCl 0,1 M dengan

Penambahan NaOH

0 2 4 6 8 10 12 14

0 10 20 30 40

Volume NaOH pH

(11)

PERHITUNGAN

Titrasi HCl 0,1 M dengan NaOH 0,1 M

Kurva Titrasi CH

3

COOH 0,1 M dengan

Penambahan NaOH

0 2 4 6 8 10 12 14

0 10 20 30 40

Volume NaOH pH

(12)

6 0

Diketahui: Volume HCl = 25 mL [HCl] = 0,1 M [NaOH] = 0,1 M

Ditanya : pH awal dan pH penambahan NaOH …? Jawab :

a. pH awal

pH awal = -log [HCl] pH = - log 0,1 = 1 b. pH sebelum titik ekivalen

1. Penambahan 5 mL NaOH 0,1 M

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) Mula-mula : 2,5 mmol 0,5 mmol

Bereaksi : 0,5 mmol 0,5 mmol 0,5 mmol 0,5 mmol

Setimbang : 2,0 mmol - 0,5 mmol 0,5 mmol

[H+_{] = [HCl]sisa =} _x _M

mL

mmol ₆_,₆₆ ₁₀ 2

30 0 ,

2 _



pH = -log [H+_{] = -log 6,66 x 10}-2 pH = 2-log 6,66 = 2-0,823 = 1,177 2. Penambahan 10 mL NaOH 0,1 M

[H+_{] = [HCl]sisa =} _x _M

mL

mmol ₄_,₂₈ ₁₀ 2

35 5 ,

1 _



pH = -log [H+_{] = -log 4,28 x 10}-2 pH = 2-log 4,28 = 2-0,63 = 1,37

(13)

(14)

6 0

[H+_{] = [HCl]sisa =} _x _M

(15)

[H+_{] = [HCl]sisa =} _x _M

11. Penambahan 23,5 mL NaOH 0,1 M

(16)

6 0

pH = -log [H+_{] = -log 2,04 x 10}-3 pH = 3-log 2,04 = 3-0,3 = 2,7

[H+_{] = [HCl]sisa =} _x _M

mL

mmol ₁ ₁₀ 3

5 , 49

05 ,

0 _



pH = -log [H+_{] = -log 1x 10}-3 pH = 3-log 1= 3-0 = 3

c. pH pada saat titik ekivalen pada penambahan 25 mL NaOH 0,1 M

Bereaksi : 2, 5 mmol 2,5 mmol 2,5 mmol 2,5 mmol

Setimbang : - - 2,5 mmol 2,5 mmol

Pada saat titik ekivalen pada titrasi asam kuat dengan basa kuat pH = ½ pKw = 7

d. pH sesudah ekivalen

Setimbang : - 0,05 mmol 2,5 mmol 2,5 mmol

[OH-_{] = [NaOH]sisa =} _x _M

mL

mmol ₉_,₉ ₁₀ 4

5 , 50

05 ,

0 _



(17)

pOH = -log [OH-_{] = -log 9,9 x 10}-4 pOH = 4-log 9,9 = 4-0,99 = 3,01 pH = 14 – pOH = 14 – 3,01 = 10,99

mL

mmol ₁_,₉₆ ₁₀ 3

51 1 ,

0 _



pOH = -log [OH-_{] = -log 1,96 x 10}-3 pOH = 3-log 1,96 = 3-0,29 =2,71 pH = 14 – pOH = 14 – 2,71 = 11,29

[OH-_{] = [NaOH]sisa =}

(18)

(19)

(20)

6 0

mL

mmol ₃

10 09 , 9 55

5 ,

0 _



Titrasi CH3COOH 0,1 M dengan NaOH 0,1 M

Diketahui: = [CH3COOH] = 0,1 M Ka CH3COOH = 10-5 V CH3COOH = 25 mL [NaOH] = 0,1 M

Ditanya : pH awal dan pH penambahan NaOH …?

Jawab :

a. pH awal

[H+_{] =} _ _ ₇_,₅ ₁₀ 3 ₀_,₁

4

3PO x x

H x

Ka 



= 10-3_M

pH = -log [H+_{] = -log 10}-3 pH = 3

b. pH sebelum titik ekivalen

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa (aq) + H2O(l) Mula-mula : 2,5 mmol 0,2 mmol

(21)

(22)

(23)

(24)

6 0

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa (aq) + H2O(l)

(25)

pH = -log 0,136 x 10-5 pH = 5 – log 0,136 = 5,87

[H+_{] =}  

 

mL mmol

x G

a Ka

49 4

, 2

49 1

, 0

10 5 , 7 3



[H+_{] = 4,17 x 10}-7 _M pH = -log 4,17 x 10-7 pH = 7 – log 4,17 = 6,38

c. pH pada saat titik ekivalen pada penambahan 25 mL NaOH 0,1 M

Setimbang : - - 2,5 mmol 2,5 mmol

d. pH sesudah ekivalen

(26)

6 0

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa (aq) + H2O(l)

(27)

FLOWCHART PERCOBAAN IV

KURVA TITRASI

25 mL 0,1 M HCl

mencelupkan elektroda kedalamnya mengukur pH

menambahkan 5 mL NaOH sampai 20 mL mengaduk

Larutan HCl

menambahkan 0,5 mL sampai jumlah penambahan 30 mL NaOH 0,1 M mengaduk

mengukur pH setelah penambahan