TITRASI ASAM-BASA
KURVA TITRASI
plot atau kurva antara pH atau pOH terhadap volume titran
untuk menguji apakah suatu reaksi dapat digunakan untuk analisa titrimetri ataukah tidak
memilih indikator
Titrasi asam kuat-basa kuat
Asam dan basa kuat terurai sempurna dalam larutan berair
pH berbagai titik dapat dihitung
pH menunjukkan tingkat keasaman, dihitung pH = - log [H+]
Titrasi asam kuat-basa kuat
Contoh 6.1: Sebanyak 50 mL HCl 0,100 M dititrasi dengan NaOH 0,100 M. Hitung pH pada awal titrasi dan setelah penambahan 10,0; 50,0 dan 60,0 mL titran.
Titrasi asam-basa kuat
HCl 0,100 M = 50 mL NaOH 0,100 M = 10,0; 50,0 dan 60,0 mL Reaksi: HCl + H2O H3O+ + Cl– a) pH awal pH = - log [H3O+] = - log (0,1) = 1 b) pH pada penambahan 10 mL NaOH 50 mL HCl : 50 x 0,1 = 5 mmol 10 mL NaOH : 10 x 0,1 = 1 mmol
Titrasi asam-basa kuat
b) pH pada penambahan 10 mL NaOH HCl (H3O+) awal : 5 mmol bereaksi : -1 mmol akhir reaksi : 4 mmol
+ NaOH H2O + NaCl + (OH–) 2 H2O 1 mmol -1 mmol 0 mmol
V = 50 mL V = 10 mL V = 60 mL
Konsentrasi [H3O+] = 4 mmol/60 mL = 6,67 x 10–2 M pH = -log (6,67 x 10-2) = 1,18
Titrasi asam-basa kuat
c) pH pada penambahan 50 mL NaOH H3O+ Awal : 5 mmol Bereaksi : -5 mmol akhir reaksi: 0 mmol
+ OH– 2 H2O 5 mmol -5 mmol 0 mmol
V = 50 mL V = 50 mL V = 100 mL
Berada pada keseimbangan (stoikiometrik): 2 H2O H3O+ + OH– [H3O+][OH–] = Kw = 1,0 x 10–14 [H3O+] = [OH–] = 1,0 x 10–7 pH = 7
Titrasi asam-basa kuat
d) pH pada penambahan 60 mL NaOH Awal : Bereaksi : Akhir reaksi:
H3O+ + OH– 5 mmol 6 mmol -5 mmol -5 mmol 0 mmol 1 mmol
2 H2O V = 50 mL V = 60 mL V = 110 mL
[OH–] = 1,0 mmol/110 mmol = 9,1 x 10–3 M pOH = -log (9,1 x 10–3) = 2,04 pH = 14 – 2,04 = 11,96
Titrasi asam-basa kuat 12
pH 10
phenolpthalin
8
Bromtimol biru 6
Metil merah 4 2
10
20
30
40
50
VNaOH (mL)
60
70
Titrasi Asam Lemah-Basa Kuat Contoh 6.2 Sebanyak 50 mL larutan 0,100 M suatu asam lemah (HB) dengan Ka = 1,0 x 10-5, dititrasi dengan NaOH 0,100 M. Hitung pH pada awal titrasi dan setelah penambahan NaOH: 10,0 mL, 50,0 mL dan 60 mL.
Titrasi Asam Lemah-Basa Kuat Asam lemah : tidak seluruh asam terurai dalam air HB + H2O H3O+ + B– Asumsi: [H3O+] [B–] HB yang terurai << [HB] tetap Konstanta kesetimbangan [H3O ][B ] Ka [HB] 2
[H3O ] 1,0 10 5 0,1
[H3O+] = 1,0 x 10-3 pH = 3,0
Titrasi asam lemah-basa kuat
Penambahan 10 mL basa kuat: HB = 50,0 mL x 0,100 mmol/mL = 5,0 mmol OH– = 10,0 mL x 0,100 mmol/mL = 1,0 mmol HB + OH– B– + H2O HB + H2O B– + H3O+ Awal : 5 1 0 V = 50 mL Bereaksi : -1 -1 +1 V = 10 mL Akhir reaksi: 4 0 1 V = 60 mL [HB] = 4,0/60 – [H3O+] 4,0/60 [B–] = 1,0/60
Titrasi asam lemah-basa kuat
[H3 O ][B ] Ka [HB] [HB] [H3 O ] K a [B ] 5 ( 4 / 60 )( 1 10 ) [H3 O ] 4,0 10 -5 1/60
pH = -log[H3O+] = -log (4 x 10–5) = 4,4
Titrasi asam lemah-basa kuat
Penambahan 50 mL basa kuat: B- adalah basa. Reaksi penguraiannya: HB + OH– B– + H2O akhir reaksi
0
0
5
V = 100 mL
B– adalah basa, dalam air terurai kembali B– + H2O HB + OH– diasumsikan bahwa [OH–] yang terurai kecil sehingga [B–] = 5/100 – [OH–] = 0,05
Titrasi asam lemah-basa kuat
penguraian menghasilkan 1 HB dan 1 OH– [HB][OH ] K w 1,0 10 9 Kb 1,0 10 5 [B ] K a 1,0 10 -
14
[HB][OH- ] 1,0 10 9 [0,05]
[OH–] = [HB] = 7,1 x 10–6 pOH = 5,15 pH = 14 – 5,15 = 8,85
Titrasi asam lemah-basa kuat
Penambahan 60 mL basa kuat (titik ekivalen)
HB + OH–1 Akhir reaksi: 0
1
B– + H2O 5
V = 110 mL
B– adalah basa, dalam air terurai kembali B– + H2O HB + OH–
[OH–] = 1/110 = 9,1 x 10–3 M pOH = -log(9,1 x 10-3) = 2,04 pH = 14 – 2,04 = 11,94
Titrasi asam lemah-basa kuat
12
pH 10
phenolpthalin 8
Bromtimol biru 6 4
Metil orange
2
10
20
30
40
50
VNaOH (mL)
60
70
INDIKATOR ASAM-BASA Perilaku Indikator
OH
O + H2O
NO2 tidak berwarna nitrofenol
+ H3O+ N O Okuning
Rentang Perubahan Warna Indikator HIn + H2O
H3O+ + In–
In + H2O
InH+ + OH–
[H3O ][In ] Ka [HIn] [HIn] pH pK a log [In]
Rentang Perubahan Warna Indikator
Misal HIn bewarna merah In- berwarna kuning pKa dari Hin 5,0 digunakan pada titrasi asam kuat oleh basa kuat dan diasumsikan warna merah muncul jika [Hin]/[In-] = 10/1 dan berwarna kuning jika [Hin]/[In-] = 1/10
Kuning : pHk = pKa – log (10/1) = 5 + 1 = 6 Merah : pHm= pKa – log (1/10) = 5 – 1 = 4 pH = pHk – pHm = 6 – 4 = 2
Rentang Perubahan Warna Indikator
pH larutan
1 2 3 4 5 6 7 8
[Hin]/[In-]
Warna
10.000 : 1 1000 : 1 100 : 1 10 : 1 1:1 1 : 10 1 : 100 1 : 1000
merah merah merah merah orange kuning kuning kuning
rentang kerja
Rentang Perubahan Warna Indikator
Indikator
Asam pikrat Timol biru 2,6 dinitrofenol Metil kuning Bromfenol biru Metil orange Bromkresol hijau Metil merah Lakmus Metil ungu Bromtimol biru phenolpthalin
Perubahan warna, jika pH+ Rentang pH
tidak berwarna – kuning merah – kuning tidak berwarna – kuning merah – kuning kuning – biru merah – kuning kuning – biru merah – kuning merah – biru ungu – hijau Kuning – biru Tidak berwarna – merah
0,1 – 0,8 1,2 – 2,8 2,0 – 4,0 2,9 – 4,0 3,0 – 4,6 3,1 – 4,4 3,8 – 5,4 4,2 – 6,2 5,0 – 8,0 4,8 – 5,4 6,0 – 7,6 8,0 – 9,6
Pemilihan Indikator yang Sesuai 12
pH 10
phenolpthalin
8,0 – 9,6
8
Bromtimol biru
6,0 – 7,6
6
Metil orange
4 2
10
20
30
40
50
VNaOH (mL)
60
70
3,1 – 4,4
Kesalahan penggunaan indikator Sumber kesalahan Indikator tidak berubah warna pada pH yang tepat dikorekasi dengan blanko indikator Pada sekitar titik ekivalen, kemiringan kurva tidak curam sehingga perubahan warna tidak tajam digunakan campuran indikator Blanko indikator adalah volume asam atau basa yang diperlukan untuk mengubah pH dari pH pada titik ekivalen ke pH dimana indikator berubah warna
Kelayakan Titrasi Asam Basa
Pada titik ekivalen reaksi harus sempurna di sekitar Kesempurnaan reaksi menentukan kecuraman bagian vertikan kurva titrasi Makin besar tetapan kesetimbangan, makin sempurna reaksinya, makin besar perubahan pH di dekat titik ekivalen Titrasi layak jika perubahan pH di sekitar titik ekivalen
Pengaruh konsentrasi 14 12 10 8
pH 6 4 2 0 0
10
20
30
40
Vtitran (mL)
50
60
70
Larutan Penyangga (Buffer) Buffer: larutan yang dapat menahan perubahan pH yang besar ketika ion hidrogen atau ion hidroksida ditambahkan atau ketika larutan diencerkan
Pengaruh konsentrasi 14 12
Perubahan pH pada asam lemah yang ditambah basa kuat, kecil.
10 8
pH 6
45 mL pH = 2
4 2 0 0
10
20
30
40
50
60
70
Vtitran (mL) Dapat dibuat larutan penyangga dengan mencampur asam lemah dengan basa kuat
Perilaku Larutan Penyangga Larutan penyangga memiliki pasangan asambasa : HOAc–Oac– atau NH3–NH4+ Reaksi dengan H+ Oac– + H2O+ HOAc + H2O Reaksi dengan OH– HOAc + OH– Oac– + H2O [garam] pH pK a log [asam]
Contoh 6.4 Dua labu yang mengandung: a) 100 mL air murni, pH = 7 b) 100 mL larutan yang mengandung 10 mmol asam HA (pKa = 7) dan 10 mmol basa konjugat A–. pH larutannya juga 7. Kedalam tiap labu ditambahkan 1,0 mmol NaOH padat. Hitung perubahan pH masing-masing.
Jawaban Contoh 6.4 Asumsi: Penambahan NaOH padat tidak berubah volume a) Dalam air murni: [OH–] = 1 mmol/100 mL = 0,010 M pOH = -log (0,01) = 2 pH = 14 – 2 = 12 pH air murni naik dar 7 menjadi 12 pH = 5
Jawaban Contoh 6.4 Asumsi: Penambahan NaOH padat tidak berubah volume b) asal bereaksi akhir reaksi
OH – + HA A– + H2O 1 10 10 -1 -1 1 0 9 11
[garam] 11 pH pK a log pH 7 log 7,09 [asam] 9 pH = 0,09 satuan
Kapasitas Penyangga
Ukuran keefektifan dalam menahan perubahan pH pada penambahan asam atau basa
Semakin besar konsentrasi asam dan basa konjugatnya, semakin besar kapasitas penyangganya
Contoh 6.4 Untuk menyiapkan 100 mL larutan penyangga dengan pH 5,0, digunakan asam asetat, asam benzoat, asam format serta garam-garamnya. pKa asetat = 4,74; pKa benzoat = 4,18 dan pKa format 3,86. a.
Asam mana yang menghasilkan kapasitas terbesar dan berapa rasio garam/asam.
b.
Jika diinginkan perubahan pH tidak lebih dari 0,1 satuan untuk penambahan 1 mmol asam atau basa, berapa konsentrasi asam dan garam minimum
Jawaban Contoh 4.6 Dipilih asetat karena pKa nya paling mendekati pH yang diinginkan
[OAc ] pH pK a log [HOAc]
[OAc ] 5 4 ,74 log [HOAc]
[OAc ] log 5 - 4,74 0,26 [HOAc] [OAc ] 10 0 , 26 1,82 [HOAc]
Rasio garam dan asam yang diperlukan = 1,82
Jawaban Contoh 4.6 Asam mula-mula = y mmol Garam mula-mula = 1,8y mmol Jika ditambah 1 mmol OH– maka Asam tersisa = y – 1 mmol Garam = 1,8y + 1 mmol Maka: [1,82 y 1] 5,1 4 ,74 log [ y - 1] asam = 6,6 mmol
dan garam = 12 mmol
[HOAc] = 0,066 M dan [Oac–] = 0,12 M
Soal 6.11 Hitung pH larutan berikut: a. 3,0 g asam format + 4 g Na-format dalam 500 mL larutan b. 0,90 g asam format yang dilarutkan dalam 100 mL NaOH 0,08 M c. 2,0 g asam format + 8,0 Na-format + 0,4 g HCl dalam 300 mL larutan.
Soal 6.13 Kokain adalah basa lemah dengan Kb = 2,6 x 10-6 Basanya ditulis sebagai B dan garam hidroklorida ditulis BHCl. Hitung pH larutan yang yang dibuat dengan mencampur 40 mL BHCl 0,075 M dengan 60 mL NaOH 0,05M.
Soal 6.24 Diinginkan 500 mL larutan penyangga asetat yang memiliki pH 5,04 menggunakan HOAc 0,1 M. Tersedia asam asetat glasial (17 M) dan larutan NaOH 0,25 M. Berpa mL masingmasing larutan harus dicampur dan diencerkan menjadi 500 mL.
Jawaban Soal 6.24 Reaksi: HOAc + NaOH NaOAc + H2O Awal 0,1 (500 – VB) 0,25 VB 0 Reaksi -0,25 VB -0,25 VB 0,25VB Akhir 50 – 0,35 VB 0 0,25 VB [NaOAc ] pH pK A log [HOAc]
0 ,25VB 1,995 50 - 0,35VB
0,25 VB = 99,763 – 0,698 VB 0,948 VB = 99,763 VB = 105,2 VA = 500 – 105,2 = 394,8
Jawaban Soal 6.24 Pembuktian: [NaOAc] = 0,25 (105,2) = 26.3 mmol [HOAc] = 50 – 0,35 (105,2) = 13.18 mmol [NaOAc ] 26 ,3 1,9954 Benar ! [HOAc] 13,18
Soal 6.25 Diinginkan 100 mL larutan penyangga yang memiliki pH 9,5 menggunakan NH3 0,3 M dan HCl 0,1 M. Berapa mL dari masingmasing larutan harus dicampur.
Soal 6.27 Dua larutan penyangga pH 5,3 disiapkan dari asam lemah HA (pKa = 5,0) dan garamnya NaA. Penyangga I adalah 0,4 NaA dan 0,2 HA. Penyangga II adalah 0,20 M NaA dan 0,1 M HA. Hitung perubahan pH yang terjadi pada penambahan: a) 5,0 mmol asam ke dalam 100 mL tiap-tiap penyangga b) 5,0 mmol basa ke dalam 100 mL tiap-tiap penyangga
Penerapan Titrasi Asam-Basa
Untuk menstandarkan asam/basa digunakan larutan standar basa/asam Larutan standar asam lebih stabil dibandingkan larutan standar basa
Persyaratan Standar Primer 1. Tersedia dalam bentuk murni
2. Tidak hidroskopis dan mudah dikeringkan 3. Berat ekivalenya tinggi
4. Derajat disosiasinya tinggi
