TITRASI PENETRALAN (asidi-alkalimetri) DAN APLIKASI TITRASI
PENETRALAN
I. JUDUL PERCOBAAN : TITRASI PENETRALAN (asidi-alkalimetri) DAN APLIKASI TITRASI PENETRALAN
II. TUJUAN PERCOBAAN : 1. Membuat dan menentukan (standarisasi) larutan asam.
2. Menentukan kadar NH3 dalam pupuk ZA
III. DASAR TEORI
Reaksi penetralan dalam analisis titrimetri lebih dikenal sebagai reaksi asam basa. Reaksi ini menghasilkan larutan yang pH-nya lebih netral. Secara umum metode titrimetri didasarkan pada reaksi kimia sebagai berikut
aA + tT produk
dimana a molekul analit A bereaksi dengan t molekul pereaksi T. untuk menghasilkan produk yang sifat pH-nya netral. Dalam reaksi tersebut salah satu larutan (larutan standar) konsentrasi dan pH-nya telah diketahui. Saat equivalen mol titran sama dengan mol analitnya begitu pula mol equivalennya juga berlaku sama.
ntitran = nanalit
neq titran = neq analit
dengan demikian secara stoikiometri dapat ditentukan konsentrasi larutan ke dua.
Dalam analisis titrimetri, sebuah reaksi harus memenuhi beberapa persyaratan sebelum reaksi tersebut dapat dipergunakan, diantaranya:
1. reaksi itu sebaiknya diproses sesuai persamaan kimiawi tertentu dan tidak adanya reaksi sampingan
2. reaksi itu sebaiknya diproses sampai benar-benar selesai pada titik ekivalensi. Dengan kata lain konstanta kesetimbangan dari reaksi tersebut haruslah amat besar besar. Maka dari itu dapat terjadi perubahan yang besar dalam konsentrasi analit (atau titran) pada titik ekivalensi.
3. diharapkan tersedia beberapa metode untuk menentukan kapan titik ekivalen tercapai. Dan diharapkan pula beberapa indikator atau metode instrumental agar analis dapat menghentikan penambahan titran
4. diharapkan reaksi tersebut berjalan cepat, sehingga titrasi dapat dilakukan hanya beberapa menit.
Dalam praktik laboratorium umumnya digunakan larutan dari asam dan basa dengan konsentrasi yang diinginkan kemudian distandarisasi dengan larutan standar primer. Reaksi antara zat yang dipilih sebagai standar utama dan asam atau basa harus memenuhi syarat-syarat untuk analisis titrimetri. Selain itu, standart utama harus memenuhi karakteristik sebagai berikut:
1. tersedia dalam bentuk murni atau dalam keadaan yang diketahui kemurniannya. Umumnya jumlah total pengotor tidak melebihi 0,01 sampai 0,02 %, dan diuji adanya pengotor dengan uju kualitatif yang diketahui kepekaannya.
2. zat tersebut mudah mengering dan tidak terlalu higroskopis, hal itu mengakibatkan air akan ikut saat penimbangan. Zat itu tidak boleh kehilangan berat saat terpapar di udara. Pada umumnya hidrat-hidrat tidak digunakan sebagai standar utama.
3. standar utama sebaiknya memiliki berat ekivalen tinggi, bertujuan untuk meminimalkan akibat-akibat dari kesalahan saat penimbangan.
4. asam basa itu cenderung kuat, yakni sangat terdisosiasi. Namun, asam basa lemah dapat digunakan sebagai standar utama, tanpa kerugian yang berarti khususnya ketika larutan standar itu akan digunakan untuk menganalisis sampel dari asam atau basa lemah.
Contoh bahan standar utama adalah
1. (KHC8H4O4) Kalium hidrogen falat, umumnya dipakai untuk larutan basa.
2. asam sulfamat (HSO3NH2) untuk menstandarisasi basa kuat
3. kalium hidrogen iodat [KH(IO3)2] untuk larutan basa
4. asam sulfosalisilat untuk larutan basa
5. basa organik tris (hidroksimetil) aminometana (CH2OH)3CNH3 biasa disebut TRIS atau
THAM untuk standarisasi asam
6. natrium karbonat (Na2CO3) untuk standarisasi asam kuat
Garam ini tersedia dalam bentuk garam murni, bersifat sedikit higroskopis, tetapi mudah ditimbang. Karbonat tersebut ditritrasi menjadi asam karbonat dengan indikator metil jingga (trayek pH 3,1-4,4 dari merah ke kuning). Dalam kasus ini berat equivalennya adalah setengah berat molekulnya yaitu 53,00 gram.
Berbagai zat asam dan basa, baik anorganik maupun organik dapat ditentukan dengan titrasi asam-basa, diantaranya nitrogen, belerang, boron, karbonat, gugus fungsi organik, dan lain-lain.
Penentuan nitrogen dilakukan dengan titrasi amonia dengan asam kuat. Jika amonia terdapat sebagai garam amonia dengan oksidasi -3 amonia dibebaskan dengan penambahan basa kuat.
Sampel tersebut dipanaskan dalam labu destilasi dengan basa berlebih kemudian baru dititrasi.
IV. ALAT DAN BAHAN Alat a. Buret b. Erlenmeyer 250 mL c. Corong d. Neraca analitis
e. Statif dan klem
f. Pipet gondok
g. Pro pipet
h. Labu ukur
i. Gelas kimia
j. Tempat klise film
k. Kaki tiga
l. Kasa
m. Spatula
n. Pipet
Bahan a. HCl
b. Air suling (aquades)
c. Na2CO3 padatan
d. Indikator metil-jingga
e. Pupuk ZA
f. NaOH 0,1 N
g. Indikator metil-merah
VI. DATA PENGAMATAN
Perlakuan Pengamatan
Sebelum Sesudah
Standarisasi titrasi Penetralan
Padatan Na2CO3 diencerkan
dengan aquades
Massa = 0,5305 gr Larutan Na2CO3 100mL
Larutan dimasukkan dalam erlenmeyer masing-masing 25mL
Bening Bening
+25 aquades Bening Bening
+indikator metil jingga 2 tetes Bening Oranye keruh Dititrasi dengan HCl Oranye bening Oranye keruh Diulang sampai tiga kali titrasi
Percobaan I
VHCl = 23,4 mL
VHCl = 23,3 mL
Percobaan II
Percobaan III
Aplikasi Titrasi Penetralan
Menimbang 0,1 gr pupuk ZA + 50 mL NaOH 0,1 N
Padatan putih Bening
Dididihkan hingga tidak ada NH3 yang keluar
Bening Bening
Didinginkan + 3 tetes metil merah
Bening Kuning
Dititrasi dengan HCl yang sudah distandarisasi
Kuning Merah jingga Diulang sampai tiga kali titrasi
Percobaan I Percobaan II Percobaan III VHCl = 45,3 mL VHCl = 45,5 mL VHCl = 45,0 mL
VII. DISKUSI DAN PEMBAHASAN
STANDARISASI
Tabel 1
Standarisasi asam klorida (HCl) dengan Natrium Karbonat (Na2CO3)
Percobaan HCl Na2CO3 V (10-3 L) N V (10-3 L) N I 23,4 0,1070 25 0,1001 II 23,3 0,1074 25 0,1001 III 23,3 0,1074 25 0,1001 Na2CO3 w = 0,5305 gr V1 = 0,1 L M = 0,0501 M n = 1,2513 . 10-3 mol neq = 2,5026 . 10-3 molek
Standarisasi asam kuat yaitu asam klorida menggunakan natrium klorida karena zat ini tersedia dalam bentuk garam murni sehingga lebih praktis. Zat ini juga dipilih karena memenuhi kriteria larutan standart utama dari asam kuat. Natrium karbonat bersifat sedikit higroskopis, memiliki berat ekivalen yang tinggi dan merupakan basa kuat sehingga baik untuk titrasi asam kuat. Dalam percobaan digunakan 0,5305 gr natrium karbonat yang dilarutkan hingga 0,1 L. Berdasarkan persamaan:
Larutan ini digunakan untuk menitrasi asam klorida. Dalam titrasi, digunakan indikator metil jingga karena titrasi ini menghasilkan asam karbonat yang pH-nya berada pada rentang (3,1-4,4)
Titik titrasi akhir ditandai dengan perubahan warna larutan dari oranye bening menjadi oranye keruh.
Dalam percobaan penggunaan indikator yang sesuai memungkinkan asumsi bahwa titik akhir titrasi tepat berimpit dengan titik equivalennya sehingga pada titik equivalen berlaku:
Dari persamaan tersebut dan data yang diperoleh dapat dihitung besarnya konsentrasi asam klorida adalah 0,1073 N.
APLIKASI
Tabel 2
Data titrasi NH3 dalam pupuk ZA dengan HCl
Perc HCl NH3 dalam pupuk ZA V (10-3 L) neq (10-3 molek) w NH3 (10-3gr) w ZA (10-3gr) mol NH3 (10-3 L) % w/w NH3 (%) I 45,3 4,8607 2,3724 0,1 0,1393 2,3724 II 45,5 4,8822 2,0062 0,102 0,1178 1,9669 III 45,0 4,8285 2,9207 0,104 0,1715 2,8084
Untuk mengetahui kandungan NH3 dalam pupuk ZA [(NH4)2SO4] digunakan asam kuat
HCl (asam klorida) sebagai larutan standart. Dalam prosedurnya digunakan basa kuat natrium hidroksida (NaOH) berlebih untuk membebaskan amonia.
Gas amonia yang dihasilkan dibebaskan dengan pemanasan sisa basa yang belum bereaksi dengan ion amonium dititrasi dengan asam klorida. Pada analisis ini digunakan indikator metil merah hingga warnanya berubah dari kuning menjadi merah jingga.
Untuk menghitung kandungan NH3 dalam pupuk ZA digunakan rumus:
molek NaOH sisa = molek HCl bereaksi
karena molek NH3 = mol NaOH bereaksi
Sehingga,
Mol NH3 = mol NaOH mula-mula – mol NaOH sisa
Kemudian dicari % NH3 yang terdapat dalam pupuk ZA menggunakan rumus:
Dari persamaan tersebut dan dari data yang diperoleh, dapat dihitung besarnya kandungan NH3
dalam pupuk ZA adalah 2,4249 %.
VIII. KESIMPULAN
Jadi untuk menentukan (standarisasi) asam klorida (HCl) dengan natrium karbonat (Na2CO3) adalah dengan menitrasi larutan baku Na2CO3 dengan larutan HCl hingga tiga kali
menggunakan indikator metil jingga, sehingga dapat diketahui konsentrasi rata-rata larutan HCl, yaitu 0,107 N. Dan untuk menentukan kadar NH3 dalam pupuk ZA yaitu dengan melarutkan
pupuk ZA dengan NaOH lalu dididihkan hingga NH3 tidak ada, kemudian dititrasi dengan HCl
standard menggunakan indikator metil-merah hingga oerubahan warna. Titrasi ini dilakukan hingga tiga kali, sehingga kadar NH3 dalam pupuk ZA dapat diketahui, yaitu 2,4249 %.
IX. TUGAS / JAWABAN PERTANYAAN
Jawab:
Tujuan menggunakan air yang mendidih yaitu untuk menghindari ledakan, sebab reaksi logam alkali (Na) bersifat eksoterm. Dan juga logam alkali (Na) mudah bereaksi dengan air. mudah bereaksi dengan air.
2. Apakah beda antara:
a. larutan baku dan larutan standar?
b. asidimetri dan alkalimetri?
Jawab:
a. larutan baku: dimana larutan itu konsentrasinya diketahui dari hasil penimbangan dan pengenceran, konsentrasi ditentukan dari hasil perhitungan
larutan standar: dimana larutan itu konsentrasinya sudah ditetapkan dengan akurat. b. asidimetri : dimana menitrasi larutan menggunakan larutan baku asam
alkalimetri : dimana menitrasi larutan menggunakan larutan baku basa. 3. Berikan alasan penggunaan indikator pada titrasi di atas!
Jawab:
Pada titrasi antara HCl dengan Na2CO3 menggunakan indikator metil-jingga karena titrasi tersebut antara asam kuat dengan basa lemah yang memiliki rentang pH 3,1-4,4. Pada umumnya indikator digunakan untuk menentukan titik equivalen atau titik akhir titrasi tepat pada pH tertentu.
4. 1,2 gram sampel NaOH dan Na2CO3 dilarutkan dan dititrasi dengan 0,5N HCl dengan
indikator pp. setelah penambahan 30 mL HCl larutan menjadi tidak berwarna. Kemudian indikator metil jingga ditambahkan dan dititrasi lagi dengan HCl. Setelah
penambahan 5mL HCl larutan menjadi berwarna. Berapa prosentase Na2CO3 dan
NaOH dalam sampel?
Jawab:
Diketahui: gr NaOH dan Na2CO3 = 1,2 gr NHCl = 0,2 N
V1 HCL = 30 mL V2 HCl = 5 mL
Ditanya : kadar Na2CO3 dan NaOH dalam sampel ?
Jawab :
Pada campuran : NaOH + Na2CO3 , jika V1>V2 mmol NaOH = M (V1-V2) mmol Na2CO3 = M. V2 ◙ Kadar Na2CO3 mmol Na2CO3 = M.V2 = 0,2 . 5 = 1 mmol = 0,01 mol
◙ Kadar NaOH Mmol NaOH = M (V1 . V2) = 0,2 . (30-5) = 0,2 . 25 = 5 mmol = 0,005 mol
5. Pada pH berapa terjadi perubahan warna indikator pp?
Jawab:
X. DAFTAR PUSTAKA
Day. R.A Underwood. A.L. 1986. Quantitative Analysis (fifth ed.).New York: Prentice Hall. (Terjemahan oleh A. Hadyana. 1992. Analisis Kimia Kuantitatif (ed. Ke 5).Jakarta: Erlangga)
Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar (cetakan kedua). Jakarta: PT. Gramedia.
Setiono, L dan Hadyana, P.A. 1985. Vogel: Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Sentrimikro. Jakarta: PT. Kalman Media Pusaka (terjemahan dari Svehla, G).
LAMPIRAN
PERHITUNGAN
◙ Standarisasi
Dititrasi dengan HCl 3 kali : - percobaan I : VHCl = 23,4 mL
- percobaan II : VHCl = 23,3 mL - percobaan III : VHCl = 23,3 mL Percobaan I N Na2CO3 . V Na2CO3 = N HCl . V HCl 10,0094.10-2 . 25 = N HCl . 23,4 250,235.10-2 = NHCl . 23,4 N HCl = 0,1069N Percobaan II N Na2CO3 . V Na2CO3 = N HCl . V HCl 10,0094.10-2 . 25 = N HCl . 23,3 250,235.10-2 = NHCl . 23,3 N HCl = 0,1074 N Percobaan II N Na2CO3 . V Na2CO3 = N HCl . V HCl
10,0094.10-2 . 25 = N HCl . 23,3
250,235.10-2 = NHCl . 23,3
N HCl = 0,1074 N
◙ Aplikasi
Dititrasi dengan HCl 3 kali : - percobaan I : VHCl = 45,3 mL
- percobaan II : VHCl = 45,5 mL
- percobaan III : VHCl = 45,0 mL
mol NaOH mula-mula = 0,1 X 50 mL = 5 mmol
Percobaan I
mol NaOH sisa = mol HCl
= 45,3 X 10,7244.10-2
= 4,8582.10-3 mol
= 4,8582 mmol
Mol NH3 = nNaOH mula-mula – nNaOH sisa
= 5 – 4,8582
= 0,1418 mmol
gr NH3 = mol NH3 . Mr
= 0,14180 . 17,03061
Percobaan II
mol NaOH sisa = mol HCl
= 45,5 X 10,7244.10-2
= 4,8796.10-3 mol
= 4,8796 mmol
Mol NH3 = nNaOH mula-mula – nNaOH sisa
= 5 – 4,8796 = 0,1204 mmol gr NH3 = mol NH3 . Mr = 0,1204 . 17,03061 = 2,0505.10-3 mmol Percobaan II
mol NaOH sisa = mol HCl
= 45,0 X 10,7244.10-2
= 4,826.10-3 mol
= 4,826 mmol
Mol NH3 = nNaOH mula-mula – nNaOH sisa
= 0,174 mmol
gr NH3 = mol NH3 . Mr
= 0,174 . 17,03061
