ANALISIS TITRIMETRI atau
ANALISIS VOLUMETRI
Analisis volumetri juga dikenal sebagai titrimetri. Pada analisis titrimetri zat yang akan dianalisis / konsentrasinya belum diketahui (analit) dibiarkan bereaksi dengan zat lain yang konsentrasinya diketahui (larutan standart / titran ). Titran dialirkan dari buret sedikit demi sedikit.
Analit + Titran Hasil
Penambahan titran dihentikan pada saat jumlah pereaksi ekivalen dengan jumlah analit yang disebut dengan titik ekivalen. Untuk mengetahui bahwa titik ekivalen telah tercapai digunakan zat kimia yang disebut indikator, sehingga terjadi perubahan warna larutan. Keadaan dimana larutan analit mengalami perubahan warna akibat indikator disebut dengan titik akhir titrasi. Sehingga titik ekivalen dan titik akhir tirasi tidaklah sama. Pada prakteknya titik akhir titrasi tercapai setelah titik ekivalen. Perbedaan antara titik ekivalen dan titik akhir titrasi disebut sebagai kesalahan titik akhir.
Syarat reaksi pada analisis titrimetri/volumetri adalah :
Reaksi harus berlangsung secara tepat, reaksi berlangsung kuantitatif dan tidak ada reaksi samping.
Diharapkan reaksi dapat berlangsung cepat, sehingga titran dapat berlangsung lengkap.
Reagen penitrasi yang diberikan berlebih dan harus dapat diketahui dengan suatu indikator.
01
Indikator adalah zat yang mempunyai warna tertentu dalam suatu daerah pH. Zat-zat indikator dapat berupa asam atau basa larut sempurna, stabil, dan menunjukkan peruabahan warna yang kuat serta biasanya adalah zat organik.
Standarisasi larutan:
Point pokok dari analasis volumetri adalah menentukan konsentrasi suatu zat berdasarkan zat lain yang konsentrasinya sudah diketahui dengan pasti (Larutan baku / larutan standart). Proses tersebut disebut dengan Standarisasi larutan.
Larutan baku yang konsentrasinya telah diketahui dengan tepat dengan keakuratannya sampai 4 angka dibelakang koma (contoh : 1,0001 N) dibagi menjadi dua, yaitu:
Larutan Baku Primer :larutan yang konsentrasinya diketahui dengan cara pengukuran langsung (ditimbang).
Larutan Baku Sekunder :larutan yang konsentrasinya diperoleh dengan cara distandarisasi/dibakukan dengan larutan baku primer.
Jadi untuk mendapatkan larutan standar primer disiapkan dengan menimbang reagen murni secara tepat, karena tidak semua larutan standar tersedia dalam keadaan murni. Oleh karena itu :
Suatu zat dapat menjadi larutan standar primer, jika memenuhi persyaratan-persyaratan berikut : 1. mudah diperoleh, dimurnikan dan dikeringkan (jika mungkin pada suhu 110-1200C) dan
disimpan pada keadaan murni.
2. tidak bersifat higroskopis dan tidak berubah berat selama penimbangan di udara.
3. zat tersebut dapat diuji kadar pengotornya dengan uji kuantitatif
4. sedapat mungkin mempunyai masa relatif dan atau masa ekivalen yang besar, sehingga kesalahan karena penimbangan dapat diabaikan.
5. zat tersebut harus mudah larut dalam pelarut yang dipilih.
6. reaksi yang berlangsung dengan pereaksi tersebut, harus bersifat stoikhiometrik dan langsung. Keasalahan titrasi harus dapat diabaikan (tidak berpengaruh), atau dapat ditentukan secara tepat dan mudah.
Dalam praktek, zat baku primer yang ideal sukar diperoleh dan toleransi pada persyaratan diatas dapat dilakukan.
Klasifikasi metode titrimetri/volumetri
Metode titrimetri/volumetri secara garis besar dapat diklasifikasikan dalam empat kategori sebagai:
1. titrasi asam-basa yang meliputi reaksi asam dan basa baik kuat maupun lemah.
2. titrasi redoks adalah titrasi yang meliputi hampir semua reaksi oksidasi reduksi.
3. titrasi pengendapan adalah titrasi yang meliputi pembentukan endapan, seperti titrasi Ag atau Zn dengan K4Fe(CN)6 dengan indikator pengadsorbsi.
4. titrasi kompleksometri sebagian besar meliputi titrasi EDTA seperti titrasi spesifik dan juga dapat digunakan untuk melihat perbedaan pH pada pengkompleksan.
Perhitungan dalam analisis volumetri:
1. Titrasi langsung
Pada titrasi langsung maka pada titik akhir titrasi atau tepatnya pada titik ekivalen berlaku : a. Tanpa Blanko
Mgrek zat uji = mgrek zat titran b. Dengan Blanko
Mgrek zat uji = mgrek titran zat uji – mgrek titran blanko 2. Titrasi kembali
a. Tanpa Blanko
mgrek zat uji = mgrek zat titran b. Dengan Blanko
mgrek zat uji = mgrek titran blanko – mgrek titran zat uji Blanko: larutan yang tidak mengandung komponen zat yang diuji.
LATIHAN SOAL:
1. Jelaskan perbedaan analit dan titran!
2. Jelaskan maksud dari titik ekivalen dan titik akhir titrasi!
3. Apa yang dimaksud dengan larutan baku primer? Sebukan syarat-syarat zat padat yang dapat digunakan sebagai larutan baku primer!
4. Apa yang dimaksud larutan baku sekunder?
TITRASI ASAM-BASA (ASIDIMETRI-ALKALIMETRI)
Teori titrasi asam-basa
Teori asam-basa dapat memberikan titik akhir yang cukup tajam dan untuk itu digunakan pengamatan dengan indikator bila pH pada titik ekivalen antara 4-10. Titrasi asam-basa disebut juga titrasi asidi-alkalimetri yaitu penetapan kadar suatu zat (asam atau basa) berdasarkan atas reaksi asam-basa. Bila pada suatu titrasi asam-basa larutan standar (titran) digunakan larutan asam, maka penetapan tersebut dinamakan asidimetri. Sebaliknya, jika larutan standart basa digunakan sebagai larutan titran maka penetapan tersebut dinamakan alkalimetri.
Indikator asam-basa
Indikator asam-basa adalah zat yang berubah warnanya atau membentuk fluoresen (kekeruhan) pada suatu range (trayek) pH tertentu. Indikator asam-basa terletak pada titik ekivalen dan ukuran dari pH. Indikator-indikator yang digunakan dalam titrasi asam-basa antara lain:
No Indikator Trayek pH Warna dalam
asam
Warna dalam Basa
pH In
1 Biru Timol 1,2 – 2,8 Merah Kuning 1,7
2 Biru Bromfenol 3,0 – 4,6 Kuning Biru 4,1
3 Metil Orange 3,1 – 4,4 Merah Orange 3,7
4 Metil Merah 4,2 – 6,3 Merah Kuning 5,0
5 Kertas Lakmus 5,0 – 8,0 Merah Biru -
6 Biru Bromtimol 6,0 – 7,6 Kuning Biru 7,1
7 Merah Fenol 6,8 – 8,4 Kuning Merah 7,8
8 Biru Timol 8,0 – 9,6 Kuning Biru 8,9
9 Fenolftalein 8,3 – 10,5 Tidak berwarna Merah jambu 9,3 Pemilihan Indikator
Indikator yang harus dipakai dalam suatu titrasi adalah warnanya berubah bila titik ekivalennya tercapai. Pada titrasi asam-basa terjadi 3 kemungkinan diantaranya :
1. Basa lemah ditambah asam kuat
Contoh : NH4OH + HCl NH4Cl + H2O pH titik ekivalen = pH larutan NH4Cl < 7
maka indikator yang dipilih adalah yang berubah warna pada pH < 7 (misal : orange atau metil merah)
2. Basa kuat ditambah asam lemah
Contoh : KOH + CH3COOH CH3COOK + H2O pH titik ekivalen = pH larutan CH3COOK > 7
indikator = fenolftalein
3. Basa kuat ditambah asam kuat
Contoh : 2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O pH titik ekivalen = pH larutan K2SO4 = 7
Indikator = semua dapat dipakai asal normalitas asam dan basanya tidak terlalu kecil.
Catatan:
Asam Kuat : HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4
Basa Kuat : LiOH, NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2
Pemilihan Indilator secara aplikatif
Salah satu contoh dari titrasi asam-basa adalah pembakuan asam klorida dengan natrium karbonat anhidris.
Pada pembakuan asam klorida dengan natrium karbonat anhidris, reaksi secara keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut :
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2CO3
Dari reaksi tersebut dapat dilihat bahwa 2 mol HCl akan bereaksi dengan 1 mol Na2CO3. Reaksi yang sebenarnya berlangsung dalam dua tahap, pertama Na2CO3 bereaksi mengahasilkan NaHCO3.
Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl
Pada tahap pertama titik ekivalen tercapai pada pH = 8,3 indikator yang digunakan Fenolftalein (trayek pH = 8,3 – 10,5)
Kedua pereaksi terakhir ini bereaksi menghasilkan H2CO3
NaHCO3 + HCl NaCl + H2CO3
Sedangkan pada tahap kedua titik ekivalen tercapai pada pH = 3,0 menggunakan indikator yang mempunyai trayek pH di daerah asam, seperti metil jingga (trayek pH = 3,1 – 4,4).
Larutan Baku yang biasa digunakan pada titrasi asam-basa Asidimetri Larutan Titer Asam
A. Pembuatan
Sebagai titran biasanya digunakan asam klorida, kadang-kadang digunakan asam sulfat atau perklorat. Larutan baku dapat dibuat dengan menimbang saksama sejumlah asam klorida bertitik didih tetap, lalu diencerkan hingga volume tertentu. Asam klorida bertitik didih tetap dibuat dengan menyuling asam ini pada tekanan tertentu dan konsentrasinya destilat dapat dibaca pada tabel. Namun demikian dalam pratek adalah lebih praktis apabila mula-mula dibuat larutan dengan normalitas mendekati yang dikehendaki kemudian dibakukan. Larutan ini dibuat dengan mengukur atau memipet sejumlah volume asam, lalu diencerkan hingga volume tertentu.
Soal:1. Pembuatan 1 liter larutan asam klorida 0,1 N
Bila dalam persediaan tersedia asam klorida pekat (38%, BM = 36, 46, densitas 1,1885), berapa ml volume asam yang diperlukan ?
B. Pembakuan
Untuk pembakuan larutan titer asam, biasanya digunakan natrium karbonat anhidrat.
Disamping itu dapat juga digunakan natrium tetraborat dekahidrat (Boraks, Na2B4O7.10H2O).
Bila telah tersedia larutan basa yang telah dibakukan, maka larutan ini juga dapat digunakan untuk membakukan larutan titer asam.
Menurut Farmakope Indonesia Edisi III, larutan titer asam klorida dibakukan dengan natrium karbonat anhidrat yang telah dikeringkan pada suhu 2700C selama 1 jam menggunakan indikator merah metil. Titrasi dilakukan dengan mendidihkan larutan untuk menghilangkan gas CO2 yang terbentuk hingga warna indikator berubah dari kuning menjadi merah jambu pucat. Setelah dingin titrasi dilanjutkan lagi hingga warna merah jambu pucat hilang dengan pedidihan. Larutan titer asam sulfat juga dibakukan dengan cara yang sama.
Soal:Pada pembakuan larutan titer asam klorida 1 N menurut FI Ed III ditimbang 1,5000 g natrium karbonat anhidrat P yang sebelumnya telah dikeringkan pada suhu 2700C selama 1 jam. Setelah dilarutkan dalam 100 ml air, dititrasi dengan asam klorida tersebut menggunakan indikator merah
metil, ternyata diperlukan 29,50 ml asam klorida tersebut.1 ml asam klorida 1 N setara dengan 52,99 mg natrium karbonat anhidrat P. Hitunglah normalitas larutan asam klorida tersebut.
C. Penyimpanan
Penyimpanan larutan titer asam tidak begitu sukar. Larutan tersebut cukup stabil disimpan dalam wadah gelas tertutup rapat untuk mencegah penguapan air dan penyerapan alkali dari udara laboratorium.
Larutan Baku yang biasa digunakan pada titrasi asam-basa Alkalimetri Larutan Titer Basa
Natrium hidroksida adalah basa yang paling sering digunakan pada alkalimetri. Kalium hidroksida kadang-kadang juga dipakai, khususnya bila dikehendaki pelarut etanol. Kelemahan dari penggunaan KOH yaitu dalam pelarut air pengotoran dari kalium karbonat susah dipisahkan.
Disamping itu harganya lebih mahal dari NaOH. Untuk pekerjaan yang memerlukan akurasi tinggi, dianjurkan penggunaan barium hidroksida, karena pengotoran barium karbonat sukar larut dalam air sehingga mudah dibuat bebas karbonat.
1. Pembuatan
Basa kuat mudah menyerap CO2 dari udara, sehingga selalu dikotori dengan karbonat. Untuk itu perlu diperhatikan dalam pembuatan larutannya.
Larutan NaOH bebas karbonat dapat dibuat dengan mencuci butiran natrium hidroksida P dengan air untuk menghilangkan lapisan karbonat sebelum dilarutkan. Cara klasik yang lebih disukai adalah dengan mula-mula membuat larutan pekat / 50 bagian natrium hidroksida dalam 50 bagian air) dimana natrium karbonat tidak larut. Sebagian beningan atas atau filtrate yang diperoleh dengan penyaringan vakum melalui penyaring kaca masir, dipakai untuk membuat larutan encer. Cara yang lebih praktis adalah dengan menggunakan larutan natrium hidroksida 50% P dengan kadar karbonat rendah yang tersedia dalam botol polietilen.
Menurut Farmakope Indonesia, pada pembuatan larutan NaOH 1 N, karbonat dibebaskan dengan menggunakan larutan barium hidroksida segar dan beningan dienap tuangkan (didekantasi) atau disaring setelah larutan dibiarkan semalam dalam botol tersumbat. Untuk membuat 1 liter larutan NaOH 1N digunakan 45 g Natrium hidroksida P dan 950 ml air.
Larutan KOH 1N juga dibuat dengan cara yang sama menggunakan 68 g kalium hidroksida P per liter. Larutan KOH dalam etanol dibuat dengan mula – mula melarutkan kalium hidroksida P dalam sedikit air, lalu dilarutkan dalam etanol (95%) bebas aldehida P secukupnya hingga volume yang dikehendaki. Karbonat dipisahkan dengan mengenap tuangkan beningannya setelah dibiarkan dalam botol tertutup rapat selama 24 jam. Untuk 1 liter larutan KOH etanol 0,5N digunakan 34 g kalium hidroksida P. Air yang digunakan sebagai pelarut harus bebas CO2 .
Untuk ini dapat digunakan air suling yang baru di didihkan. Disamping itu juga digunakan air suling atau air bebas mineral yang dibuat segar.
2. Pembakuan
Baku primer yang paling sering digunakan untuk pembakuan basa adalah kalium biftalat karena stabil, tahan panas (sampai 1300C) dan tidak higroskopik. Disamping itu dapat juga digunakan asam sulfamat (NH2SO3H). Kalium biftalat adalah garam asam dari asam bivalen.
Pada reaksi pembakuan basa, kalium biftalat berfungsi sebagai asam monovalen (BE = 1 mol).
3. Penyimpanan
Larutan titer basa disimpan dalam wadah tertutup kedap, untuk menghindari pengaruh udara, khususnya CO2. Oleh karena basa bereaksi dengan gelas, maka larutan basa lebih baik disimpan dalam wadah plastik (polietilen). Namun demikian bila tidak disimpan lama, wadah gelas masih dapat dipakai dan dianjurkan yang tertutup plastik, karena tutup gelas sering sukar dibuka.
Menurut Farmakope Indonesia, larutan harus disimpan dalam botol tertutup rapat yang dilengkapi dengan tabung yang diisi campuran natrium hidroksida P dan kalsium oksida P (soda api). Larutan harus sering dibakukan kembali.
Kesalahan
Kesalahan-kesalahan yang umum dijumpai pada analisa volumetri antara lain adalah kesalahan karena
a. Kesalahan pembakuan larutan titer b. Pemipetan
c. Pembacaan buret d. Indikator ikut bereaksi
e. Penetapan titik akhir titrasi
f. Pemilihan indikator yang tidak tepat
Dari kemungkinan kesalahan tersebut yang paling perlu mendapat perhatian adalah pada pemilihan indikator dan penetapan perubahan warna pada titik akhir titrasi. Kesalahan karena ikut bereaksinya indikator dapat dikoreksi dengan melakukan titrasi blanko. Oleh karena hanya beberapa tetes indikator yang digunakan, maka kasalahan ini dapat diabaikan dan tidak perlu dikoreksi. Tetapi untuk zat uji dalam jumlah kecil dan titran yang encer, kesalahan ini cukup berarti.
Contoh perhitungan
Pada titik akhir titrasi atau tepatnya pada titik ekivalen, maka : Mgrek zat uji = mrek titran
V1 x N2 = V2 x N2
dimana V1 dan N1 adalah volume (ml) dan normalitas zat uji.
V2 dan N2 adalah volume (ml) dan normalitas titran.
Persamaan ini merupakan dasar perhitungan-perhitungan pada titrimetri disamping pengertian dari BE (melalui reaksi), untuk menghitung hubungan mgrek dengan mol dari zat uji.
Selain daripada itu perlu diingat bahwa :
M = N x BE atau N =
BE M
dimana, M dan BE masing-masing adalah molaritas dan bobot ekivalen (dalam mol).
