Analisis Volumetri Asam-Basa

I.             Pendahuluan

Percobaan ini bertujuan agar mahasiswa dapat mengetahui dan memahami cara menentukan kadar zat yang bersifat asam atau basa. Dasar-dasar teori yang perlu difahami untuk melakukan percobaan ini adalah teori asam-basa, kesetimbangan asam-basa dalam air, pH, dan stoikiometri.

Istilah analisis volumetri mengacu pada analisis kuantitatif yang dilakukan dengan menetapkan volume suatu larutan yang konsentrasinya diketahui dengan tepat, yang diperlukan untuk bereaksi secara kuantitatif dengan larutan dari zat yang akan ditetapkan. Larutan dengan konsentrasi yang diketahui tepat itu disebut larutan baku. Bobot zat yang ingin ditetapkan, dihitung dari volume larutan standar yang digunakan dan hukum-hukum stoikiometri yang diketahui.

Larutan baku biasanya ditambahkan dari dalam sebuah buret. Proses penambahan larutan baku sampai reaksi tepat lengkap, disebut titrasi. Larutan pereaksi yang ditambahkan disebut titran. Saat di mana reaksi itu tepat lengkap, disebut titik ekivalen. Lengkapnya titrasi harus bisa terdeteksi oleh suatu perubahan yang dapat dilihat secara visual yang dihasilkan oleh reaktan itu sendiri atau zat lain yang ditambahkan untuk membantu melihat perubahan ini. Zat seperti ini dinamakan indikator, dan bila perubahan visual itu dapat diperoleh dari reaktannya sendiri, maka reaktan itu bertindak sebagai auto-indikator. Saat di mana terjadi perubahan visual pertama kali disebut titik akhir titrasi. Analisis volumetri dengan cara titrasi ini disebut analisis titrasi.

Ada beberapa macam analisis titrasi berdasarkan jenis reaksinya. Hampir semua jenis reaksi yang terjadi dalam larutan dapat digunakan untuk analisis titrasi. Reaksi-reaksi tersebut adalah: reaksi penetralan, pengendapan dan pembentukan kompleks. Titrasi yang melibatkan reaksi penetralan disebut titrasi asam-basa. Karena titrasi asam-basa dimaksudkan untuk mengetahui bobot/konsentrasi/kadar suatu asam atau suatu basa, cara ini sering disebut juga sebgai asidi-alkalimetri. Bila zat yang akan ditentukan adalah suatu basa, maka reaktan untuk menetapkannya adalah suatu asam, disebut asidimetri; Sebaliknya, bila reaktan yang menetapkannya adalah suatu basa, disebut alkalimetri.

Perhitungan kadar pada titrasi asam-basa adalah berdasarkan stoikiometri reaksi penetralan asam dan basa itu. Perhitungan stoikiometri dengan menggunakan satuan-satuan mol atau molar merpersyaratkan persamaan reaksi yang telah diseimbangkan, sehingga satuan konsentrasi yang lebih umum dipakai untuk keperluan titrasi adalah dalam sataun konesentrasi normal (N) yang desebut juga mol ekivalen (mol ´ jumlah ion yang harus dinetralkan) per liter (V). Maka, dalam titrasi berlaku rumus:

V₁N₁ = V₂N₂

Bila simbol subskrip 1 dinyatakan sebagai volume atau normalitas asam, maka simbol subskrip 2 adalah basanya. Atau sebaliknya, 1 adalah asam dan 2 adalah basa.

Bila kita plotkan perubahan pH terhadap setiap mL volume reaktan pada titrasi asam-basa, kita akan memperoleh kurva-kurva seperti terlihat pada Gb. 1, 2 dan 3.  Konsentrasi semua asam dan basa yang dipakai pada ploting ini adalah 0,1 N. Kurva pada Gb. 1, mewakili titrasi asam kuat oleh basa kuat, yakni HCl oleh NaOH. Karena keduanya adalah elektrolit kuat, ion-ionnya terionisasi sempurna, sehingga perubahan pH dekat titik ekivalen sangat tajam dan lebar.

Pada Gb. 2 dan 3, salah satu reaktan merupakan elektrolit lemah, karena asam lemah atau basa lemahnya terionisasi sebagian dengan memiliki tetapan kesetimbangan asam, Ka, atau basa, Kb, yang lebih kecil. Dengan demikian, kurva dari kedua jenis titrasi tersebut memiliki perubahan pH yang kurang tajam dan lebar pada titik ekivalennya dibandingkan dengan titrasi asam kuat oleh basa kuat seperti pada Gb. 1.

Bentuk-bentuk kurva sangat ditentukan oleh harga Ka dan Kb. Dengan mengetahui harga Ka dan Kb ini kita dapat membuat sendiri kurva titrasinya. Kurva titrasi ini nantinya akan sangat berguna dalam pemilihan indikator titrasi asam-basa, atau disaebut indikator asam-basa atau indikator pH.

Indikator asam-basa merupakan senyawa asam atau basa organik lemah yang memiliki warna yang berbeda dengan asam atau basa konjugatnya. Terbentuknya asam atau basa konjugat ini karena ia juga memiliki kesetimbangan dalam air. Konsentrasi asam atau basa lingkungannyalah yang mempengaruhi arah kesetimbangan, sehingga akan memperngaruhi terhadap terjadinya dominasi warna di antara konjugat-konjugatnya, yang akhirnya kita lihat sebagai perubahan warna dari larutan pada titik ekivalen. Karena indikator-indikator pH memiliki harga Ka atau Kb yang berbeda, mereka juga akan memiliki rentang kerjanya. Rentang kerja dari beberapa indikator pH untuk titrasi asam basa seperti ditunjukkan pada Tabel 1.

Selain hal-hal yang telah disebutkan di atas, ada lagi yang perlu diperhatikan, yakni masalah larutan baku. Berdasarkan kepentingan pemakaiannya, terdapat dua jenis larutan baku, yakni larutan baku primer dan larutan baku sekunder. Larutan baku primer adalah larutan baku yang dibuat dari bahan yang (terutama) memiliki kemunian yang tinggi dan (relatif) memiliki berat ekivalen yang besar, sehingga kita tidak meragukan tentang keakuratan dalam menyatakan konsentrasinya setelah penimbanagn bahan dan melarutkannya dalam sejumlah tepat air, maka kita dapat langsung memakainya untuk titrasi; sedangkan syarat bahan untuk larutan baku sekunder tidak diharuskan demikian. Dalam menyatakan konsenstrasi pada larutan baku sekunder, kita tidak bisa langsung menentukannya secara tepat berdasarkan berat penimbangan dan pelarutannya dalam sejumlah tertentu air. Kita dapat menemui yang berisifat demikian pada bahan-bahan yang kurang stabil di udara terbuka atau memiliki berat ekivalen yang rendah. Maka, pada larutan yang sifatnya demikian haruslah dilakukan pembakuan dulu oleh larutan baku primer sebelum pemakaian untuk titrasi.

II.          Alat dan Bahan

Alat	Bahan
Erlenmeyer Beaker glass Pipet tetes Labu ukur Neraca	Asam oksalat NaOH HCl Indikator Fenolftalein

III.       Prosedur

Pembuatan Larutan Baku Primer Asam Oksalat 0,1 N

-          Timbang sebanyak 1,575 gram H₂C₂O₄×2H₂O

-          Masukkan ke dalam labu ukur 250 mL, lalu tambahkan akuades sampai tanda batas, larutkan dengan baik. Beri label.

Pembuatan Larutan Baku Sekunder NaOH 0,1 N

-          Timbang sebanyak 4,0 gram NaOH

-          Masukkan ke dalam beaker gelas 1000 mL, lalu tambahkan air sampai 1000 mL sampai larut.

-          Pasangkan buret 50 mL dengan menggunakan statif dan klem, lalu isilah dengan larutan NaOH tersebut sampai tanda batas nol.

-          Siapkan 25 mL larutan baku asam oksalat yang telah dibuat sebelumnya, lalu masukan ke dalam erlermeyer 250 mL. tambahkan 2 tetes indikator fenolftalein ke dalamnya.

-          Lakukan titrasi dengan cara menambahkan NaOH dari buret ke dalam larutan asam oksalat sampai didapatkan perubahan warna larutan pada saat pertama kali menjadi merah muda, dan segera hentikan penambahan NaOH. Lakukan 2-3 kali dengan larutan asam oksalat yang baru, sampai dapat meyakinkan atas perubahan warna yang pertama kalinya. (Cara titrasi yang benar bisa ditanyakan kepada asisten). Catat, berapa volume NaOH yang dikeluarkan.

-          Hitunglah konsentrasi NaOH tersebut.

Penentuan Konsentrasi HCl

-          Siapkan 25 mL sampel larutan HCl dalam erlermeyer 250 mL. Tambahkan 2 tetes indikator fenolftalein ke dalamnya.

-          Lakukan titrasi seperti yang telah dilakukan pada pembuatan larutan baku sekunder NaOH.

-          Hitunglah konsentrasi sampel asam oksalat tersebut.

IV.       Data Pengamatan dan Perhitungan

V.          Kesimpulan

Bandung,    /    /20

Paraf Asisten

Posted in: Kimia Dasar I