Titrasi Asam-Basa

Titrasi Asam-Basa

Salah satu aplikasi stoikiometri larutan adalah titrasi. Titrasi merupakan suatu metode yang bertujuan untuk menentukan banyaknya suatu larutan dengan konsentrasi yang telah diketahui agar tepat habis bereaksi dengan sejumlah larutan yang dianalisis atau ingin diketahui kadarnya atau konsentrasinya. Suatu zat yang akan ditentukan konsentrasinya disebut sebagai “titran” dan biasanya diletakkan di dalam labu Erlenmeyer, sedangkan zat yang telah diketahui konsentrasinya disebut sebagai “titer” atau “titrat”  dan biasanya diletakkan di dalam “buret”. Baik titer maupun titran biasanya berupa larutan.

Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila melibatkan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa atau aside alkalimetri, titrasi redox untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatkan pembentukan reaksi kompleks dan lain sebagainya. (Pada site ini hanya dibahas tentang titrasi asam basa).

Prinsip Titrasi Asam-Basa

Titrasi asam basa melibatkan asam maupun basa sebagai titer ataupun titrant. Kadar larutan asam ditentukan dengan menggunakan larutan basa atau sebaliknya. Titrant ditambahkan titer tetes demi tetes sampai mencapai keadaan ekuivalen ( artinya secara stoikiometri titrant dan titer tepat habis bereaksi) yang biasanya ditandai dengan berubahnya warna indikator. Keadaan ini disebut sebagai “titik ekuivalen”, yaitu titik dimana konsentrasi asam sama dengan konsentrasi basa atau titik dimana jumlah basa yang ditambahkan sama dengan jumlah asam yang dinetralkan : [H+] = [OH-]. Sedangkan keadaan dimana titrasi dihentikan dengan cara melihat perubahan warna indikator disebut sebagai “titik akhir titrasi”. Titik akhir titrasi ini mendekati titik ekuivalen, tapi biasanya titik akhir titrasi melewati titik ekuivalen. Oleh karena itu, titik akhir titrasi sering disebut juga sebagai titik ekuivalen.

Pada saat titik ekuivalen ini maka proses titrasi dihentikan, kemudian catat volume titer yang diperlukan untuk mencapai keadaan tersebut. Dengan menggunakan data volume titran, volume dan  konsentrasi titer maka bisa dihitung konsentrasi titran tersebut.

Titrasi asam basa berdasarkan reaksi penetralan (netralisasi). Salah satu contoh titrasi asam basa yaitu titrasi asam kuat-basa kuat seperti natrium hidroksida (NaOH) dengan asam hidroklorida (HCl), persamaan reaksinya sebagai berikut:

NaOH(aq) + HCl(aq)   NaCl (aq) + H2O(l)

contoh lain yaitu:

NaOH(aq) + H2SO4(aq)     Na2SO4 (aq) + H2O(l)

 

Indikator Asam-Basa

TABEL DAFTAR INDIKATOR ASAM BASA

NAMA	pH RANGE	WARNA	TIPE(SIFAT)
Biru timol	1,2-2,8	merah – kuning	asam
Kuning metil	2,9-4,0	merah – kuning	basa
Jingga metil	3,1 – 4,4	merah – jingga	basa
Hijau bromkresol	3,8-5,4	kuning – biru	asam
Merah metil	4,2-6,3	merah – kuning	basa
Ungu bromkresol	5,2-6,8	kuning – ungu	asam
Biru bromtimol	6,2-7,6	kuning – biru	asam
Merah fenol	6,8-8,4	kuning – merah	asam
Ungu kresol	7,9-9,2	kuning – ungu	asam
Fenolftalein	8,3-10,0	t.b. – merah	asam
Timolftalein	9,3-10,5	t.b. – biru	asam
Kuning alizarin	10,0-12,0	kuning – ungu	basa

Indikator yang sering digunakan dalam titrasi asam basa yaitu indikator fenolftalein.  Tabel berikut ini merupakan karakteristik dari indikator fenolftalein.

pH	< 0	0−8.2	8.2−12.0	>12.0
Kondisi	Sangat asam	Asam atau mendekati netral	Basa	Sangat basa
Warna	Jingga	Tidak berwarna	pink keunguan	Tidak berwarna
Gambar

Rumus Kimia dan Tata Nama Senyawa Kimia

Rumus Kimia dan Tata Nama Senyawa Kimia

Pengertian rumus kimia/senyawa sebagai gabungan dari dua unsur atau lebih yang sama atau berbeda dengan komposisi tertentu dideskripsikan dengan benar.

  Rumus Kimia
Setiap zat, baik unsur maupun senyawa, memiliki rumus kimia masing-masing, yang menyatakan komposisi atom yang menyusun partikel zat tersebut. Partikel unsur-unsur yang berupa atom memiliki rumus kimia yang sesuai dengan lambing unsur itu.
Contoh:
Rumus Kimia Beberapa Unsur

Unsur	Rumus Kimia
Emas	Au
Besi	Fe
Belerang	S
Karbon	C
Natrium	Na
Aluminium	Al
Helium	He

Ada tujuh unsur yang memiliki partikel berupa molekul dwiatom, yaitu tersusun dari dua atom.


Unsur-Unsur yang Berbentuk Molekul Dwiatom

Unsur	Rumus kimia
Hidrogen	H2
Oksigen	O2
Nitrogen	N2
Fluorin	F2
Klorin	Cl2
Bromin	Br2
Iodin	I2

Ada pula unsur-unsur yang memiliki partikel berupa molekul poliatom (tersusun dari banyak atom).
Unsur-Unsur yang Berbentuk Poliatom

Unsur	Rumus Kimia
Oksigen(ozon)	O3
Fosforus	P4
Belerang	S8

Perlu diperhatikan bahwa unsur belerang mempunyai rumus kimia S₈ pada suhu rendah (partikelnya berupa molekul), sedangkan pada suhu tinggi rumus kimianya adalah S (partikelnya berupa atom tunggal). Demikian juga unsur oksigen ada dua jenis. Gas oksigen di udara yang kita hirup sehari-hari mempunyai rumus kimia O₂, sedangkan oksigen yang berada dilapisan atas atmosfer mempunyai rumus kimia  O₃, dan lebih dikenal dengan nama ozon.
Jika unsur tersusun dari satu jenis atom, maka senyawa mengandung lebih dari satu jenis atom. Untuk senyawa-senyawa yang partikelnya berupa molekul, rumus kimianya menyatakan jenis dan jumlah masing-masing atom yang membentuk molekul senyawa tersebut. Rumus kimia semacam ini disebut rumus molekul. Misalnya air memiliki rumus molekul H₂O, sebab satu molekul air terdiri sari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Glukosa memiliki rumus molekul C₆H₁₂O₆, yang menyatakan bahwa satu molekul glukosa mengandung 24 butir atom yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen.
Selain rumus molekul, ada pula rumus kimia yang disebut rumus empiris, yaitu rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom-atom dari berbagai unsur yang menyusun suatu senyawa. Glukosa memiliki rumus molekul C₆H₁₂O₆. Tetapi rumus empirisnya adalah CH₂O, sebab perbandingan terkecil jumlah atom karbon, hidrogen, dan oksigen dalam molekul glukosa adalah 1 : 2 : 1. Di lain pihak, air memiliki rumus empiris yang persis sama dengan rumus molekulnya, yaitu H₂O, sebab angka-angkanya tidak dapat disederhanakan lagi menjadi bilangan bulat yang lebih kecil.
Rumus empiris lebih banyak kita pakai untuk menyatakan rumus kimia senyawa-senyawa yang memiliki partikel bukan molekul, melainkan ion. Misalanya, senyawa natrium klorida (garam dapur) merupakan kumpulan ion natrium dan ion klorida dengan perbandingan 1 : 1, sehingga garam dapur memiliki rumus empiris NaCl. Ia tidak mempunyai rumus molekul, sebab tidak ada “molekul klorida”.
Rumus empiris adalah rumus yang menyatakan perbandngan terkecil dari atom-atom unsur yang menyusunsuatu senyawa.


Rumus molekul adalah rumus yang menyatakan jumlah dari atom-atom unsur yang menyusun satu molekul suatu senyawa.

 Tata Nama Senyawa Kimia
Oleh karena di alam semesta ini terdapat berjuta-juta jenis senyawa, dan setiap tahun para ahli kimia di seluruh dunia mensintesis ribuan jenis senyawa baru, maka Komisi Tatanama IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), suatu badan di bawah UNESCO, telah menyusun aturan tatanama senyawa-senyawa yang digunakan secara seragam di seluruh penjuru bumi.
Pertama-tama kita akan membahas tatanama senyawa biner, yaitu senyawa yang terbentuk dari dua jenis unsur (senyawa yang mengandung dua jenis atom). Aturan umumnya adalah sebagai berikut.

1. Semua senyawa bner memiliki nama yang berakhiran –ida
2. Jika senyawa biner tersusun atas atom logam dan atom bukan logam, maka nama logam disebutkan (dituliskan) lebih dahulu lalu diikuti oleh nama bukan logam yang berakhiran –ida.
3. Jika senyawa biner tersusun seluruhnya dari atom bukan logam, maka penulisan dilakukan berdasarkan urutan :

B – Si – As – C – P – N – H – S – I – Br – Cl – O – F
Akhiran –ida disandang oleh atom yang terletak lebih disebelah kanan.

1. Nama senyawayang sudah umum tidak usah menggunakan aturan tatanama IUPAC.

Contoh :          H2O                air
                        NH3                amonia

TITRASI

TITRASI

ahan sedikit mungkin NaOH larutan akan berubah warna menjadi merah mudah. Bila telah terjadi hal yang demikian maka titrasi pun kita hentikan.

Keadaan dimana titrasi dihentikan dengan adanya berubahan warna

Titrasi merupakan salah satu teknik analisis kimia kuantitatif yang dipergunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan tertentu, dimana penentuannya menggunakan suatu larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya secara tepat.  Pengukuran volume dalam titrasi memegang peranan yang amat penting sehingga ada kalanya sampai saat ini banyak orang yang menyebut titrasi dengan nama analisis volumetri.

Larutan yang dipergunakan untuk penentuan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya diletakkan di dalam buret  dan larutan ini disebut sebagai larutan standar atau titran atau titrator, sedangkan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya diletakkan di Erlenmeyer  dan larutan ini disebut sebagai analit.

Titran ditambahkan sedikit demi sedikit pada analit sampai diperoleh keadaan dimana titran bereaksi secara equivalen dengan analit, artinya semua titran habis bereaksi dengan analit keadaan ini disebut sebagai titik equivalen.

Mungkin kamu bertanya apabila kita menggunakan dua buah larutan yang tidak bewarna seperti H2SO4 dan NaOH dalam titrasi, bagaimana kita bisa menentukan titik equivalent?

Titik equivalent dapat ditentukan dengan berbagai macam cara, cara yang umum adalah dengan menggunakan indicator. Indikator akan berubah warna dengan adanya penambahan sedikit mungkin titran, dengan cara ini maka kita dapat langsung menghentikan proses titrasi.

Sebagai contoh titrasi H2SO4 dengan NaOH digunakan indicator fenolpthalein (pp). Bila semua larutan H2SO4 telah habis bereaksi dengan NaOH maka adanya penamb

indicator disebut sebagai titik akhit titrasi. Titrasi yang bagus memiliki titik equivalent yang berdekatan dengan titik akhir titrasi dan kalau bisa sama.

Perhitungan titrasi didasarkan pada rumus:

V.N titran = V.N analit

Dimana V adalah volume

dan N adalah normalitas.

Kita tidak menggunakan molaritas (M) disebabkan dalam keadaan reaksi yang telah berjalan sempurna (reagen sama-sama habis bereaksi) yang sama adalah mol-equivalen bukan mol. Mol-equivalen dihasilkan dari perkalian normalitas dengan volume.

Tidak semua zat bisa ditentukan dengan cara titrasi akan tetapi kita harus memperhatikan syarat-syarat titrasi untuk mengetahui zat apa saja yang dapat ditentukan dengan metode titrasi untuk berbagai jenis titrasi yang ada. Mengenal berbagai macam peralatan yang dipergunakan dalam titrasi pun sangat berguna agar kita mahir melakukan teknik titrasi.

Titrimetri atau volumetri merupakan suatu cara analisis jumlah yang berdasarkan pengukuran volume larutan yang diketahui kepekatan (konsentrasi) secara teliti yang direaksikan dengan larutan contoh yang akan ditetapkan kadarnya. Dalam hal ini terdapat dua jenis bahan baku, yakni:

1.        Bahan baku primer, digunakan untuk menetapkan standarisasi bahan baku sekunder. Ditempatkan sebagai titrat.

2.        Bahan baku sekunder, yang ditetapkan normalitasnya dengan bahan baku primer. Ditempatkan sebagai titran.

Terdapat beberapa jenis metode titrasi, diantaranya titrasi metatetik dan titrasi redoks. Dikhromatometri termasuk ke dalam titrasi redoks, karena dalam reaksinya terjadi perpindahan elektron atau perubahan bilangan oksidasi. Seperti yang diketahui bahwa kemungkinan terjadinya reaksi redoks dapat dilihat dari 2 hal berikut:

1.      Terjadi perubahan bilok (bilangan oksidasi).

2.      Bila ada zat reduktor maupun oksidator (dalam hal ini, kalium dikhromat selain berfungsi sebagai bahan baku juga sebagai oksidator).

Kalium dikhromat dalam keadaan asam mengalami reduksi menjadi Cr3+.

Reaksi:

Cr2O72- + 14 H+ + 6 e       ↔         2 Cr3+ + 7 H2O   E0=1,33 V

Karena daya oksidasinya lebih sedikit dibanding dengan KMnO4 dan Ce (IV). Maka hal ini menyebabkan reaksi sangat lambat. Akan tetapi, dari sifat K2Cr2O7 larutannya sangat stabil, tidak bereaksi dengan (inert terhadap) Cl-, dengan kemurnian tinggi, mudah diperoleh dan murah.

Penggunaan

Terutama untuk penentuan Fe2+, ion klorida dalam jumlah besar tidak mempengaruhi titar ini. Suatu cara tidak langsung untuk menentukan, oksidasi yang diberi larutan Fe2+ berlebihan kemudian kelebihan dititar dengan Standar Dikhromat. Maka cara ini dipakai untuk penentuan NO3-, ClO3-, H2O2, MnO4- dan Cr2O72-.

Jenis Titrasi EDTA

Prosedur-prosedur yang paling penting untuk titrasi ion-ion logam dengan EDTA, adalah:

1.      Titrasi langsung. Larutan yang mengandung ion logam yang akan ditetapkan, dibufferkan samapi ke pH yang dikehendaki (misalnya, sampai pH = 10 dengan NH4+ larutan air NH3), dan titrasi langsung dengan larutan EDTA standar. Mungkin adalah perlu untuk mencegah pengendapan hidroksida logam itu (atau garam basa) dengan menambahkan sedikit zat pengkompleks pembantu, seperti tartrat atau sitrat atau trietanolamina. Pada titik ekivalen, besarnya konsentrasi ion logam yang sedang ditetapkan itu turun dengan mendadak. Ini umumnya ditetapkan dari perubahan-perubahan pM: titik akhir ini dapat juga ditetapkan dengan metode-metode amperometri, kondutometri, spektrofotometri, atau dalam beberapa keadaan dengan metode potensiometri.

2.      Titrasi-balik. Karena berbagai alasan, banyak logam tak dapat dititrasi langsung, mereka mungkin mengendap dari dalam larutan dalam jangka pH yang perlu untuk titrasi, atau mereka mungkin membentuk kompleks-kompleks yang inert, atau indikator logam yang sesuai tidak tersedia. Dalam hal-hal demikian, ditambahkan larutan EDTA standar berlebih, larutan yang dihasilkan dibufferkan samapi ke pH yang dikehendaki, dan kelebihan reagnesia dititrasi balik dnegan suatu larutan ion logam standar, larutan zink klorida atau sulfat atau magnesium klorida sering digunakan untuk tujuan ini. Titik akhir dideteksi dengan bantuan indikator logam yang berespons terhadap ion logam yang ditambahakn pada titrasi balik.

3.      Titrasi penggantian atau titrasi substitusi. Titrasi-titrasi substitusi dapat digunakan untuk ion logam yang tidak bereaksi (atau berekasi denagn tak memuaskan) dengan indikator logam, atau untuk ion logam yang membentuk komplkes EDTA yang lebih stabil daripada komplkes EDTA dari logam-logam lainnya seperti magnesium dan kalsium. Kation Mn+ yang akan ditetapkan dapat diolah dengan kompleks magnesium EDTA, pada mana reaksi berikut terjadi :

Mn+ + MgY2- ? (MY)(n-4)+ + Mg2+

Jumlah ion magnesium yang dibebaskan adalah ekivalen dengan kation-kation yang berada di situ, dapat dititrasi dengan suatu larutan EDTA standar serta indikator logam yang sesuai. Satu penerapan yang menarik adalah titrasi kalsium. Pada titrasi langsung ion-ion kalsium, Hitam Solokrom (Hitam Erikrom T) memberi titik akhir yang buruk; jika magnesium ada serta, logam ini akan digantiakn dari komplkes EDTA-nya oleh kalsium, dan menghasilkan titik kahir yang lebih baik.

4.      Titrasi alkalimetri. Bila suatu larutan dinatrium etilenadiaminatetraasetat, NaH2Y, ditambahkan kepada suatu larutan yang mengandung ion-ion logam, terbentuklah kompleks-kompleks dengan disertai pembebasan dua ekivalen ion hidrogen :

Mn+ + MgY2- ? (MY)(n-4)+ + 2H+

Ion hidrogen yang dibebaskan demikian dapat dititrasi dengan larutan natrium hidroksida standar dengan menggunakan indikator asam-basa, atau titik akhir secara potensiometri; pilihan lain, suatu campuran iodida-iodida ditambahkan disamping larutan EDTA, dan iod yang dibebaskan dititrasi dengan larutan tiosulfat standar. Larutan logam yang akan ditetapkan harus dinetralkan dengan tepat sebelum titrasi; ini sering merupakan hal yang sukar, yang disebabakan oleh hidrolisis banyak garam, dan merupakan segi lemah dari titrasi alkalimetri.

5.      Macam-macam Metode. Reaksi pertukaran anatra ion tetrasianonikelat(II) [Ni(CN)4]2-(garam kaliumnya mudah dibuat) dan unsur yang kan ditetapkan, pada mana ion-ion nikel dibebaskan, mempunyai penerapan yang terbatas. Begitulah perak dan emas, yang sendirinya tak dapt dititrasi secara kompleksometri, dapat ditetapkan denagn car ini.

[Ni(CN)4]2- + 2Ag+ ? 2[Ag(CN)2]- + Ni2+

Reaksi ini berlangsung dengan garam perak yang hanya sedikit sekali dapat larut, jadi memberi satu metode untuk penetapan ion halida Cl-, Br-, I-, dan ion tiosianat SCN-. Anion-anion ini mula-mula diendapkan sebagai garam perak, dan garam perak ini dilarutakn dalam larutan [Ni(CN)4]2-, dan nikel yang dengan demikian dibebaskan dalam jumlah ynag ekivalen, lalu ditetapkan dengantitrasi cepat dengan EDTA dengan menggunakn indikator yang sesuai (Mureksida, Merah Bromopirogalol).

Sulfat dapat ditetapkan dengan mengendapkannya sebagai Barium sulfat atau Timbel sulfat, endapan dilarutkan dalam larutan EDTA standar berlebih, dan kelebihan EDTA dititrasi balik dengan larutan Magnesium atau Zink standar dengan menggunkan Hitam Solokrom (Hitam Erikrom T) sebagai indikator.

Fosfat dapat ditetapakan dengan mengendapkannya sebagai Mg(NH4)PO4.6H2O, melarutkan endapan dalam asam klorida encer, dan menambahkan larutan EDTA standar berlebih, serta membufferkan pada pH = 10, dan menitrasi-balik dengan larutan ion Magnesium standar dengan adanya Hitam Solokrom.

Titran ditambahkan titer sedikit demi sedikit sampai mencapai keadaan ekuivalen ( artinya secara stoikiometri titrant dan titer tepat habis bereaksi). Keadaan ini disebut sebagai “titik ekuivalen”.

Pada saat titik ekuivalent ini maka proses titrasi dihentikan, kemudian kita mencatat volume titer yang diperlukan untuk mencapai keadaan tersebut. Dengan menggunakan data volume titrant, volume dan konsentrasi titer maka kita bisa menghitung kadar titrant.

Cara mengetahui titik Ekuivalen

Ada dua cara umum untuk menentukan titik ekuivalen pada titrasi asam basa, antara lain:

1. Memakai pH meter untuk memonitor perubahan pH selama titrasi dilakukan, kemudian membuat plot antara pH dengan volume titran untuk memperoleh kurva titrasi. Titik tengah dari kurva titrasi tersebut adalah “titik ekuivalen”.

2.  Memakai indikator asam basa. Indikator ditambahkan dua hingga tiga tetes (sedikit mungkin) pada titran sebelum proses titrasi dilakukan. Indikator ini akan berubah warna ketika titik ekuivalen terjadi, pada saat inilah titrasi dihentikan. Indikator yang dipakai dalam titrasi asam basa adalah indikator yang perubahan warnanya dipengaruhi oleh pH.

Pada umumnya cara kedua lebih dipilih karena kemudahan dalam pengamatan, tidak diperlukan alat tambahan, dan sangat praktis, walaupun tidak seakurat dengan pH meter. Gambar berikut merupakan perubahan warna yang terjadi jika menggunakan indikator fenolftalein.

                  

Sebelum mencapai titik ekuivalen              Setelah mencapai titik ekuivalen

Indikator yang dipakai dalam titrasi asam basa adalah indicator yang perbahan warnanya dipengaruhi oleh pH. Penambahan indicator diusahakan sesedikit mungkin dan umumnya adalah dua hingga tiga tetes.

Untuk memperoleh ketepatan hasil titrasi maka titik akhir titrasi dipilih sedekat mungkin dengan titik equivalent, hal ini dapat dilakukan dengan memilih indicator yang tepat dan sesuai dengan titrasi yang akan dilakukan.

Keadaan dimana titrasi dihentikan dengan cara melihat perubahan warna indicator disebut sebagai “titik akhir titrasi”.

Rumus Umum Titrasi

Pada saat titik ekuivalen maka mol-ekuivalent asam akan sama dengan mol-ekuivalent basa, maka hal ini dapat kita tulis sebagai berikut:

mol-ekuivalen asam = mol-ekuivalen basa

Mol-ekuivalen diperoleh dari hasil perkalian antara Normalitas dengan volume maka rumus diatas dapat kita tulis sebagai:

NxV asam = NxV basa

Normalitas diperoleh dari hasil perkalian antara molaritas (M) dengan jumlah ion H+ pada asam atau jumlah ion OH pada basa, sehingga rumus diatas menjadi:

nxMxV asam = nxVxM basa

keterangan :

N = Normalitas

V = Volume

M = Molaritas

n = jumlah ion H+ (pada asam) atau OH – (pada basa)