GALAT TITRASI Ilma Nugrahani
Galat Titrasi • Adalah galat yang terjadi karena indikator berubah warna
sebelum atau sesudah titik setara ditunjukkan dari kurva titrasi titik akhir ≠ titik ekivalen. • Dapat disebabkan oleh :
- kepekaan indikator - sistem yang dititrasi - suhu - konsentrasi • Salah satu sumber galat analisis
Kurva Titrasi
Galat Analisis Sumber : a. Metode analitik b. Peralatan dan instrumen. c. Personal yang melakukan analisis. Galat metode mencakup galat yang ditimbulkan oleh kesalahan penimbangan, penyiapan larutan uji (pelarutan, perlakuan awal, penguapan, dll.), pengukuran (alat gelas atau dengan instrumen).
Titrasi Asam-Basa Kuat Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami hidrolisis dan bersifat netral. Di dalam air garam ini mengalami ionisasi sempurna menjadi anion dan kation. Contoh : Garam NaCl Di dalam air, NaCl terion sempurna membentuk ion Na+ dan ClNaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) Ion Na+ berasal dari asam kuat dan ion Cl- berasal dari basa kuat sehingga keduanya tidak bereaksi dengan air. Na+(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi) Cl-(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi) Oleh karena itu, larutan tetap bersifat netral (pH=7).
TITRASI ASAM BASA 1. Titrasi Asam Kuat – Basa Kuat
Reaksi dasar : H+ + OH- ↔ H2O Indikator berubah pada saat C asam/basa = a gram ekivalen/liter dan volume larutan/sistem V mL. Gram ekivalen asam/basa pada titik akhir (indikator berubah warna) adalah : aV 1000
Larutan asam/basa yang dititrasi V ml dengan C = n normal banyaknya asam/basa yang berpartisipasi dalam titrasi : n.V/1000 Galat titrasi (GT) dapat dinyatakan dengan : GT = a V x 100% nv Galat titrasi sangat tergantung pada : a. Sensitivitas indikator (a), makin kecil (a) makin kecil GT. b. PengenceranV/v, rasio volume akhir titrasi terhadap volume awal. Makin kecilV/v (vV) makin kecil GT. c. Konsentrasi asam/basa, makin besar konsentrasi makin kecil GT.
Contoh • 50 mL larutan HCl 0,1 N dititrasi dengan larutan
NaOH 0,1 N. Berapa galat titrasi jika menggunakan metil kuning dan fenoftalein sebagai indikator? (lihat daftar pH perubahan warna indikator) 1. Metil kuning : akan berubah warna pada saat [H+] = 10-4 , Pt = 4 dan a = -10-4 (tanda -, karena berubah sebelum pT = 7). GT = aV x 100% = -10-4 . 100 x 100% = 0,2% nv 0,1 . 50
2. Fenoftalein : berubah warna pada saat pH = 9; pOH = 5; dan [OH-] = 10-5 = a GT = 10-5 . 100 x 100% = 0,02% 0,1 x 50 3. Metil merah : berubah warna pada pH = 6; maka [H+] = a = - 10-6, maka GT = - 10-6 . 100 x 100% = - 0,002% 0,1 x 50 Jika konsentrasi HCl yang dititrasi adalah 0,01 N maka n = 0,01, galat titrasi menjadi -2% dengan metil kuning, +0,2 jika fenoftalein yang dipakai dan - 0,02% dengan metil merah. Dengan demikian pada titrasi HCl 0,01 N dengan NaOH 0,01 N indikator yang sesuai adalah metil merah.
TITRASI ASAM KUAT BASA LEMAH Garam ini di dalam air terionisasi menghasilkan ion-ion. Kation berasal dari basa lemah dan Anion berasal dari asam kuat, contoh: NH4Cl, Al2(SO4)3 Contoh : garam NH4Cl. Dalam air, NH4Cl. terionisasi sempurna membentuk ion Cl-dan NH4+ NH4Cl NH4+ + Cl-
Kation (NH4+) dari basa lemah akan terhidrolisis, sedangkan anion (Cl-) yang berasal dari asam kuat, tidak bereaksi dengan air (tidak terhidrolisis) sehingga terjadi hidrolisis parsial. Persamaan reaksi: Reaksi Hidrolisis NH4+(aq) + H2O(aq) NH3(aq) + H3O+(aq) Na+(aq) + H2O(l) (tidak ada reaksi)
Hidrolisis menghasilkan ion H3O+sehingga larutan bersifat asam (pH<7). Jika diuji keasamannya dengan menggunakan kertas lakmus biru , maka warna kertas akan berubah menjadi merah.
TITRASI ASAM LEMAH BASA KUAT GT = Av x 100% tidak dapat digunakan untuk
nV asam basa lemah karena adanya reaksi hidrolisis Ka dan Kb cukup berperan. Titrasi asam lemah (HA) : Ka = [H3O+][A-] [HA] = [H3O+] [HA] [A-] Ka
Kaidah proporsionalitas [HA] = [H3O]___ [HA] + [A-] Ka + [H3O] Maka Galat Titrasi (GT) GT = - [HA].100 = -[H3O].100 [HA]+[A-] Ka + [H3O] Persamaan ini mengabaikan bagian [HA] hasil hidrolisis garam.
Contoh Asam asetat (Ka = 1,8x10-5) 0,1 N dititrasi dengan
larutan NaOH 0,1 N. Titrasi dihentikan pada pH 5,6, dan 8. Berapa galat titrasinya? pH = 5 [H3O+] = 10-5 M GT = -10-5 . 100 = -100 = -35,7% 1,8x10-5+10-5 2,8 pH = 6 [H3O+] = 10-6M GT = -10-6 . 100 = -100 = -5,26% 1,8x10-5 + 10-6 19
pH = 8 [H3O+] = 10-8 M
GT = -10-8 . 100____ = -100 = -0,05% 1,8x10-5 + 10-8 1800
Pada pH = 8, titrasi Asam asetat 0,1 N dengan NaOH 0,1
N akan menghasilkan [Ac-]=5x10-2M, maka pada titik akhir :
[HAc] = [H3O+][HAc-]=10-8 x 5 x 10-2= 2,8 X 10-5M Ka 1,8 x 10-5
Ac- akan mengalami hidrolisis sbb.
Ac- + H2O ↔ HAc + OH Karena [H3O+] = 10-8 maka [OH-] = 10-6M dan HAc yang
terbentuk pun 10-6M [OH-] = [HAc] HAc pada titik akhir titrasi tinggal [HAc] = 2,8x10-50,1x10-5 = 2,7 x 10-5 M Selisih sangat kecil diabaikan. Jika titrasi dihentikan pada pH = 9, maka [H3O+ ]= 10-9 M dan [OH- ] = 10-5M. HAc hasil hidrolisis pun 10-5M dan [HAc] total adalah (dengan GT 0,2%) : [HAc]T = 10-4 (sisa) + 10-5 M = 1,1 x 10-4M
Pada titik yang sangat dekat dengan titik akhir,
[A-] = 5 x 10-2M. GT mendekati 0,2% maka : KHA = [H3O][A-] = (10-9) (5x10-2) = 4,5 x 10-7 [HA] 1,1x10-4 Dengan demikian hanya asam lemah dengan Ka >> 4,5 x 10-7 yang dapat dititrasi pada pH = 9 dengan galat titrasi 0,2%. Kalau titik akhir dihentikan pada pH = 10 dan galat titrasi 0,2%, maka KHA >> 2,5 x 10-8
pH pada TA titrasi adalah :
pH = ½ pKw + ½ pKa + ½ log [Ac-] seharusnya titrasi dihentikan pada pH ini. Pada titrasi ini terdapat : a. HA + H2O ↔ H3O+ + A- Ka = [H3O+][A-] [HA] b. 2 H2O ↔ H3O+ + OH- Kw = [H3O+][OH-] c. A- + H2O ↔ HA+OH- Kw/Ka=[HA][OH-] [A-]
Hasil Hidrolisis [HA] = [OH-] dan [A-] = CHA - [OH-] Titik setara : [HA]s = {Kw/Ka.(CHA- [HA]}1/2
If : CHA >>>[HA] [HA] = (Kw.CHA)1/2 = [OH-] Ka
Jika titik akhir titrasi tidak bertepatan dengan
titik setara dan terjadi pada pH yang lain, maka galat titrasi (GT) adalah :
Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah mengalami hidrolisis sempurna Garam ini terionisasi dalam air menghasilkan ionion. Kation dan Anion keduanya berasal dari asam lemah dan basa lemah. Kedua ion tersebut mengalami hidrolisis sempurna. Garam yang termasuk jenis ini antara lain : CH3COONH4, (NH4)2CO3.
Contoh Asam-Basa Lemah CH3COONH4 dalam air akan terionisasi sebagai berikut:
CH3COONH4 CH3COO- + NH4+ Perhatikan reaksi hidrolisis yang terjadi pada garam CH3COONH4! CH3COO- + H2O CH3COOH + OHNH4+(aq) + H2O(aq) NH3(aq) + H3O+(aq) Pada hasil reaksi terdapat ion OH- dan H+. Jadi garam ini mungkin bersifat basa, asam, atau netral.
Konsentrasi ion OH- dan H+ bergantung pada harga Ka (konstanta ionisasi asam lemah) dan Kb (konstanta ionisasi basa lemah).
Bagaimana hubungan antara Kadan Kb? 1.Jika harga Ka > Kb, berarti konsentrasi ion H+ lebih banyak dari ion OHsehingga garam bersifat asam. 2.Jika harga Ka < Kb, berarti konsentrasi ion H+ lebih sedikit dari ion OHsehingga garam bersifat basa. 3. Jika harga Ka= Kb, berarti konsentrasi ion H+ sama dengani ion OHsehingga garam bersifat netral.
pH larutan Asam-Basa Lemah pH larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa
lemah secara kuantitatif sukar dikaitkan dengan harga Ka dan Kb maupun dengan konsentrasi garam. pH larutan hanya dapat ditentukan secara tepat melalui pengukuran. Untuk menentukan [H+] garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah tentukan dahulu hargaKh.
TITRASI ASAM DIPROTIK H2B + OH ↔ HB- + H2O HB- + OH- ↔ B2- + H2O H2B + 2OH- ↔ B2- + 2H2O Di dalam air, H2B mengalami disosiasi 2 tahap : H2B + H2O ↔ H3O+ + HB- Ka1 = [H3O+] [HB-] [H2B] HB- + H2O ↔ H3O+ + B2- Ka2 = [H3O+] [B2-] [HB-]
2 HCO3- ↔ H2CO3 + CO3= Akibat hidrolisis ini karbonat setara dengan bikarbonat. Maka Asam karbonat pada TA adalah : [H2CO3]T = 1,67 x 10-3 - 0,22 x 10-3 = 1,45 X 10-3 Jika [H2CO3] = 0,1N maka CHA= 5 x 10-2 M, dengan galat titrasi : GT = 1,45 X 10-3 X 100 5 X 10-2 = 2,9 % Terlihat bahwa GT tidak tergantung pada pengenceran.
TITRASI ASAM DIPROTIK H2CO3 dengan Ka1 = 3 x 10-7 dan Ka2 = 4,5 x 10-4 H2CO3 + OH- ↔ HCO3- + H2O
H2CO3 + H2O ↔ H3O+ + HCO3-
HCO3- + OH- ↔ CO32- + H2O
HCO3- + H2O ↔ H3O+ + CO32-
H2CO3 + 2OH- ↔ CO32- + 2 H2O
H2CO3 + H2O ↔ 2 H3O+ + CO32-
[H3O+] =
= 3,68 x 10-9 pH = 8,43
Jika titrasi dihentikan pada saat pH = 8 atau pH = 8,8, berapa galat titrasinya? (Konsentrasi awal 0,1 N). Pada pH = 8 [H3O+] = 10-8M, maka [HCO3- ]= 5x10-2 M. [H2CO3 ] = [H3O+] [HCO3- ] Ka.1
[CO3- ] = HCO3- ].Ka.2 [H3O+]
Kalau titrasi bikarbonat dihentikan pada
pH = 8,8 bukan pada pH = 8,4, berapa galat titrasinya? pH = 8,8 [H3O+] = 1,6 x10-9 M [CO3=]T = [HCO3-].Ka2 = 5 x 10-2 x 4,5 x 10-11 [H3O+] 1,6 x 10-9 = 1,41 x 10-3 M Sebagian CO32- terhidrolisis : CO32- + H2O ↔ HCO3- + OHHCO3- + OH- ↔ H2CO3 + OH-
[H2CO3] = [H3O+] [HCO3-] = 1,6 x 10-9.5x10-2 Ka.1 3 x 10-7 = 2,7 x 10-4 M ≈ [CO32-] [CO32-] sisa yang tidak tertitrasi adalah : [CO32-] = 1,41 x 10-3- 0,27x10-3 = 1,14 x 10-3 M Galat Titrasi (GT)-nya adalah : GT = 1,14 x 10-3 . 100 = 2,3 % 5.10-2
