Bab 7 Titrasi Asam-Basa
2. Kurva Titrasi
Kurva titrasi dihasilkan dengan cara memplot antara pH dengan volume asam atau basa yang ditambahkan. Tipe kurva titrasi antara asam kuat-
basa kuat, asam lemah-basa kuat dan antara basa kuat-asam lemah akan dibahas berikut ini:
1) Titrasi asam kuat-basa kuat
Bentuk kurva titrasi hasil reaksi asam kuat HCl 0,1 M sebanyak 40 ml dengan basa kuat NaOH 0,1 M ditentukkan oleh nilai pH dalam berbagai nilai penambahan volume NaOH yang meliputi keadaan sebelum penambahan NaOH, keadaan belum mencapai titik ekivalen, keadaan disekitar titik ekivalen serta keadaan kelebihan basa.
• pH larutan sebelum ada penambahan basa ditentukkan oleh konsentrasi awal dari asam kuat HCl, dinyatakan dengan persamaan :
pH = -log [H+] = -log 10-1 = 1
• pH larutan sebelum mencapai titik ekivalen ditentukkan oleh beberapa banyaknya asam kuat yang tidak bereaksi denga basa.
Misalnya pada penambahan NaOH 0,1 M mencapai 10,0 mL
Jumlah mol NaOH yang ditambahkan = jumlah mol HCl yang bereaksi
= 10 mL x 0,1 mol/1000 mL
= 0,001 mol
jumlah mol HCl yang tidak bereaksi = 0,004 mol – 0,001 mol = 0,003 mol.
Konsentrasi HCl yang tak bereaksi setelah penambahan 10 mL NaOH, sehingga volume akhir larutan 50,0 ml (40,0 mL +
10,0 mL) = 0,003 mol/50,0 mL x 1000 mL/L
= 0,06 mol/L
pH larutan setelah penambahan 10 mL NaOH
= - log [H+ ] = - log 0,06 = 1,222
cara perhitungan pH yang sama dilakukan untuk berbagai variasi penambahan larutan NaOH 0,1 M sebelum mencapai titik ekivalen (<40 mL)
• pH pada titik ekivalen, tidak ada kelebihan H+ atau OH– sehingga larutan bersifat netral, karena Na+ maupun Cl- terhidrolisis oleh air. pH larutan pada titik ekivalen adalah 7,0
• pH larutan setelah titik ekivalen ditentukkan oleh beberapa banyak kelebihan basa kuat NaOH yang ditambahkan. Misalnya pada penambahan 45 mL NaOH akan ada kelebihan NaOH sebanyak 0,0005 mol, dengan volume total larutan adalah 85 mL.
Konsentrasi OH- = 0,0005 mol/85 ml x 1000 mL/L = 0,0059 mol/L
pOH = 2,23 atau pH = 11,77
Cara perhitungan pH yang sama dilakukan untuk berbagai variasi penambahan larutan NaOH 0,1 M setelah mencapai titik ekivalen (> 40 mL).
Hasil perhitungan pH dalam proses titrasi antara 40 mL HCl 0,1 M dengan berbagai variasi volume NaOH 0,1 M ditunjukkan pada Tabel 7.1.
Berdasarkan hubungan antara volume NaOH yang ditambahkan dan nilai pH larutan dapat dibuat kurva titrasi yang ditunjukkan pada Gambar 7.1.
Tabel 7.1. pH Selama Titrasi 40 ml HCl 0,1 M dengan NaOH 0,1 M
Volume NaOH ditambahkan
(mL)
pH akhir larutan
Kondisi akhir larutan
0 1,000 Belum ada penambahan
basa
10,0 1,222
Belum mencapai titik ekivalen
20,0 1,477
30,0 1,845
35,0 2,176
39,0 2,898
39,7 3,378
40,0 7,000 Mencapai titik ekivalen
40,3 10,62
Terdapat kelebihan basa
41,0 11,09
42,0 11,39
Perubahan konsentrasi asam kuat dan basa kuat tidak mengubah pH pada titik ekivalen (pH = 7), tetapi hanya mengubah sedikit kurva awal dan akhir yang sesuai dengan perhitungan nilai pHnya
Gambar 7.1. Kurva Titrasi Asam Kuat-Basa Kuat
2) Titrasi Asam Lemah-Basa Kuat atau Asam Kuat-Basa Lemah
Bentuk kurva titrasi hasil reaksi antara asam lemah CH3COOH 0,1 M sebanyak 40 mL dengan basa kuat NaOH 0,1 M mirip dengan kurva asam kuat-basa kuat, tetapi bentuk kurva sigmoidnya tidak simetris. Nilai pH dalam berbagai nilai penambahan volume NaOH yang meliputi keadaan sebelum penambahan NaOH, keadaan belum mencapai titik ekivalen, keadaan disekitar titik ekivalen serta keadaan kelebihan basa.
• pH larutan sebelum ada penambahan basa ditentukkan oleh konsentrasi awal dan derajat ionisasi dari asam lemah CH3COOH. Untuk memperoleh [H+] digunakan nilai Ka dari asam asetat.
Misalnya [H+] = x dan Ka = 1,75 x 10-5 CH3COOH CH3COO-(aq) + H+( aq)
0,1 –x ~ 0,1 M xM xM x2 = 0,1 x 1,75 x 10-5
x = 1,32 x 10
pH = - log (1,32 x 10-3) = 2,879
• pH larutan sebelum mencapai titik ekivalen ditentukkan oleh pH larutan buffer yang terbentuk dari gabungan CH3COO- (aq) dari hasil titrasi dan CH3COOH (aq) yang tidak bereaksi.
Perhitungan nilai pH dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan Henderson-Hasselbach pH = -log Ka – log [CH3COOH] + log [CH3COO-].
Misalnya pada penambahan NaOH 0,1 M mencapai 10,0 mL
Jumlah mol NaOH yang ditambahkan = jumlah mol CH3COO- yang dihasilkan.
= 10 mL x 0,1 mol/1000 mL = 0,001 mol jumlah CH3COOH yang tidak bereaksi = 0,004 mol – 0,001 mol = 0,003 mol.
Konsentrasi CH3COOH yang tak bereaksi dan konsentrasi CH3COO- setelah penambahan 10 mL NaOH, sehingga
volume akhir larutan 50,0 mL (40,0 mL + 10,0 mL) adalah :
[CH3COOH] = 0,003 𝑚𝑜𝑙 50,0 𝑚𝐿 𝑥1000 𝑚𝐿/𝐿
= 0,06 mol/L
[CH3COO-] = 0,001 𝑚𝑜𝑙 50,0 𝑚𝐿 𝑥1000 𝑚𝐿/𝐿
= 0,02 mol/L
pH larutan setelah penambahan 10 mL NaOH
pH = -log [H+]
= -log Ka – log [CH3COOH] + log [CH3COO-]
= - log 1,75 x 10-5 – log 0,006 + log 0,002
= 4,28
Cara perhitungan pH yang sama dilakukan untuk berbagai variasi penambahan larutan NaOH 0,1 M sebelum mencapai titik ekivalen (<40 mL)
• pH pada titik ekivalen, CH3COOH yang ada tepat bereaksi dengan NaOH yang ditambahkan sehingga CH3COONa dan H2O
CH3COONa merupakan garam yang terhidrolisis oleh air dengan persamaan hidrolisisnya sebagai berikut :
CH3COONa(aq) + H2O CH3COOH(aq) + Na+(aq) + OH-(aq)
Larutan pada titik ekivalen bersifat basa, dihitung dengan menggunakan rumusan pH garam terhidrolisa pOH = - log [OH-]
= - ½ log Kw + ½ log Ka - ½ log Cg dan pH = 14 – pOH
Cg adalah konsentrasi garam yang dihasilkan.
Untuk titrasi 40 mL CH3COOH 0,1 M dengan NaOH 0,1 M, pH pada titik ekivalen dapat dihitung sebagai berikut:
Cg = [CH3COOH]
= 0,004 mol/80 mL x 1000 mL
= 0,05 mol/L pOH= -log [OH-]
= - ½ log Kw + ½ log Ka – ½ log Cg
= - ½ log (1 x 10-14) + ½ log (1,75 x 10-5) – ½ log 0,05
= 5,272
pH = 14 – 5,272 = 8,728
• pH larutan setelah titik ekivalen ditentukkan oleh berapa banyak kelebihan basa kuat NaOH yang ditambahkan.
Misalnya pada penambahan 45 mL NaOH
akan ada kelebihan NaOH sebanyak 0,0005 mol, dengan volume total larutan adalah 85 mL.
Konsentrasi OH- = 0,0005 𝑚𝑜𝑙
85 𝑚𝐿 𝑥 1000 𝑚𝐿
𝐿
= 0,0059 mol/L pOH = 2,23
pH = 11,77
Cara perhitungan pH yang sama dilakukan untuk berbagai variasi penambahan larutan NaOH 0,1 M setelah mencapai titik ekivalen (>40 mL)
Hasil perhitungan pH dalam proses titrasi antara 40 mL CH3COOH 0,1 M dengan berbagai variasi volume NaOH 0,1 M ditunjukkan pada Tabel 7.2.
Tabel 7.2. pH selama titrasi 40 mL CH3COOH 0,1 M dengan NaOH 0,1 M
Volume NaOH ditambahkan (mL)
pH akhir larutan
Kondisi akhir larutan
0 2,879 Belum ada penambahan
basa
10,0 4,279
Belum mencapai titik ekivalen,
20,0 4,756
30,0 5,233
35,0 5,601
39,0 6,347
Volume NaOH ditambahkan (mL)
pH akhir larutan
Kondisi akhir larutan
39,7 6,878 terbentuk sistem buffer
40,0 8,728 Mencapai titik ekivalen
40,3 10,62
Terdapat kelebihan basa
41,0 11,09
42,0 11,39
Berdasarkan hubungan antara volume NaOH yang ditambahkan dan nilai pH larutan dapat dibuat kurva titrasi yang ditunjukkan pada Gambar 7.2.
Perubahan konsentrasi asam lemah dan basa kuat tidak mengubah pH pada titik ekivalen, tetapi hanya mengubah sedikit kurva awal dan akhir yang sesuai dengan perhitungan nilai pH nya.
Gambar 7.2. Kurva Titrasi Asam Lemah – Basa Kuat