Asidi Alkalimetri

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Asidi-alkalimetri adalah titrasi yang menyangkut asam basa. Titrasi asam basa merupakan contoh analisis volumetri, yaitu suatu cara atau metode yang menggunakan larutan yang disebut titran dan dilepaskan dari perangkat gelas yang disebut buret.

Berbagai macam zat asam dan basa, baik anorganik maupun organik dapat ditentukan dengan titrasi asam basa. Terdapat juga banyak contoh dimana analit dapat diubah secara kimia menjadi suatu asam atau basa dan kemudian ditentukan dengan titrasi. Dalam analisis larutan asam dan basa titrasi melibatkan pengukuran yang seksama volume-volume suatu asam dan suatu basa yang tepat saling menetralkan. Dalam reaksi penetralan tidak ada lagi kelebihan asam atau basa dalam larutan, melainkan kelebihan garam yang dihasilkan dari penetralannya.

Penerapan cara asidi-alkalimetri yang paling jelas adalah penentuan zat-zat anorganik, organik, biologis yang tal terbilang jumlahnya, bersifat asam atau basa secara langsung. Tak kalah penting adalah penentuan yang didahului reaksi mengubah yang dianalisa menjadi asam atau basa yang kemudian dititrasi dengan basa atau asam baku.

Asidi-alkalimetri melibatkan asam basa digunakan secara meluas dalam pengendalian analitik banyak produk komersial dan penguraian asam dan basa mempunyai pengaruh yang penting atau proses-proses metabolisme dalam sel hidup. Oleh karena itu, mengingat pentingnya reaksi asidi-alkalimetri dalam kehidupan sehari-hari perlu dilakukan percobaan untuk memperluas pemahaman tentang asidi-alkalimetri.

1.2 Tujuan Percobaan

- Menentukan konsentrasi NaOH

- Menentukan kadar asam asetat dalam cuka perdagangan

- Mengetahui volume titran (NaOH) yang digunakan untuk menetralkan CH₃OOH

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Asam dan basa telah didefinisikan oleh ahli kimia beabad-abad yang lalu. Ahli kimia dahulu mendefinisikan asam basa berdasarkan sifat mereka bila ada dalam larutan. Asam didefinisikan sebagai suatu zat yang larutan airnya berasa asam, memerahkan lakmus biru, bereaksi dengan logam aktif dan menetralkan basa. Sedangkan basa didefinisikan sebagai suatu zat yang larutan airnya berasa pahit, membirukan lakmus merah dan menetralkan asam.

Bila kuantitas ekuimolar dari suatu asam kuat seperti Hcl, dan suatu basa kuat seperti NaOH dicampur dalam suatu larutan air, ion hidronium dari asam dan ion hidroksida dari basa akan bersenyawa membentuk air. Reaksi ini dikenal sebagai penetralan atau netralisasi. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

                        H⁺ + Cl^- + Na⁺ + OH^-              Na⁺ + Cl^- + H₂O

Setelah reaksi antara asam klorida dan natrium hidroksida lengkap, tinggallah larutan dari ion Na^+­­ dan Cl^-. Meskipun kedua ion penonton ini tidak terlibat dalam penetralan, dapatlah dikatakan bahwa larutan NaCl terbentuk sebagai akibat reaksi asam basa (Keenan, dkk. 1984).

Pemaparan lama dari reaksi penetralan hanya menunjukkan asam dan basa yang dicampur dan zat-zat yang ada pada saat reaksi itu selesai, tanpa memperhatikan pelarut yang digunakan, jika ada. Reaksi antara HCl dan NaOH, baik dalam bentuk murni maupun dalam larutan air, ditafsirkan sebagai

            HCl     +     NaOH                     NaCl    +    HOH

           asam             basa                      garam            air

Reaksi penetralan dapat dipakai untuk menentukan konsentrasi larutan asam atau basa. Caranya dengan menambahkan setetes demi setetes larutan basa kepada larutan asam. Setiap basa yang diteteskan bereaksi dengan asam, dan penetesan dihentikan pada saat jumlah mol H⁺ setara dengan mol OH^-. Pada saat itu larutan bersifat netral dan disebut titik ekuivalen. Cara seperti ini disebut titrasi, yaitu analisis dengan mengukur jumlah larutan yang diperlukan untuk bereaksi tepat sama dengan larutan lain. Analisis ini disebut juga analisis volumetri, karena yang diukur adalah volume larutan basa yang terpakai dengan volume tertentu larutan asam (Syukri, S. 1999).

Larutan basa yang akan diteteskan (titran) dimasukkan ke dalam buret (pipa panjang berskala) dan jumlah yang terpakai dapat diketahui dari tinggi sebelum dan sesudah titrasi. Larutan asam yang akan dititrasi dimasukkan ke dalam gelas kimia (erlenmeyer), dengan mengukur volumnya terlebih dulu dengan memakai pipet gondok. Untuk mengamati titik ekuivalen dipakai indikator yang perubahan warnanya di sekitar titik ekuivalen. Saat terjadi perubahan warna itu disebut titik akhir (Syukri, S. 1999).

Berikut syarat-syarat yang dilakukan agar titrasi yang dilakukan berhasil:

-          Konsentrasi titran harus diketahui. Larutan seperti ini disebut larutan standar.

-          Reaksi yang tepat antara titran dan senyawa yang dianalisis harus diketahui.

-          Titik stoikhiometri atau ekivalen harus diketahui. Indikator yang memberikan perubahan warna, atau sangat dekat pada titik ekivalen, yang sering digunakan. Titik pada saat indikator berubah warna disebut titik akhir.

-          Volume titran yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen harus diketahui setepat mungkin.         

Titrasi asidimetri-alkalimetri menyangkut reaksi dengan asam dan atau basa diantaranya:

1.      Asam Kuat dan Basa Kuat

Reaksi untuk titrasi asam kuat-basa kuat adalah

            H⁺ _(c)    +    OH^- _(c)                  H₂O

Untuk menghitung [H⁺] pada titik tertentu dalam titrasi, kita harus menentukan jumlah H⁺ yang tetap tinggal pada titik tersebut dibagi dengan volume total larutan.

Definisi satuan baru lebih tepat menggunakan satuan mililiter dan milimol (mmol).

1 mmol  =   = 10^-3 mol

                                                   mol solute

                       mol solute               1000                mmol solute

Molaritas  =                         =                         =  

                       L larutan              L larutan             mL larutan   

                                                      1000                                                   

Jadi larutan 1,0 M mengandung 1,0 mol solute per liter larutan, atau ekivalen 1,0 mmol solute per mililiter larutan (Hardjono. 2005)

2.      Asam Kuat dan Basa Lemah

Meskipun istilah penetralan lazim digunakan untuk reaksi apa saja antara asam dengan basa, tak selalu akan dihasilkan larutan yang benar-benar netral. Memang larutan netral hanya diperoleh bila asam dan basa itu sama kuatnya.

Perhatikan apa yang terjadi bila asam kuat, seperti HCl, dan amonia, NH₃, suatu basa lemah, dicampur dalam larutan air. Persamaan berikut dapat digunakan untuk memaparkan reaksi ini:

Pemaparan             HCl    +    NH₄OH                  NH₄Cl   +   H₂O

lama                       asam           basa                      garam         air

Pemaparan             H₃O⁺    +   Cl^-    +  NH₃                    NH₄⁺    +  Cl^-   +   H₂O

baru                      

Larutan amonium klorida yang diperoleh bersifat agak asam, bukannya netral, karena ion NH₄⁺ berfungsi sebagai suatu asam dalam larutan air (Keenan, dkk. 1984).

Pada hakekatnya titrasi basa lemah dengan asam kuat dapat dipahami seperti cara kerja sebelumnya. Yang perlu diperhatikan adalah tentang komponen utama dalam larutan dan kemudian memutuskan apakah reaksi terjadi menuju sempurna (Keenan, dkk. 1984).

Berdasarkan definisi titik ekivalen terjadi bila semua NH₃ semula diubah menjadi NH₄⁺. Hingga komponen utama dalam larutan adalah: NH₄⁺, Cl^- dan H₂O. Pada titik ekivalen tidak ada reaksi yang berlangsung sempurna. Pada titik ekivalen, larutan hanya mengandung garam  NH₄Cl yang menghasilkan ion NH₄⁺.

3.     Asam Lemah dan Basa Kuat

Reaksi dalam larutan air dari asam lemah seperti asam asetat, HC₂H₃O₂, dengan basa kuat NaOH dapat dinyatakan oleh persamaan berikut:

Pemaparan             HC₂H₃O₂   +    NaOH                  NaC₂H₃O₂   +   H₂O

lama                      

Pemaparan             HC₂H₃O₂ + Na⁺   +  OH^-                Na⁺  +  C₂H₃O₂^-   +   H₂O

baru          

Larutan natrium asetat yang dihasilkan agak bersifat basa, karena ion asetat berfungsi sebagai basa dalam larutan air (Keenan, dkk. 1984).

4.      Asam Lemah dan Basa Lemah

Sebagai contoh akhir dari penetralan, perhatikan reaksi dalam larutan air dari asam asetat yang lemah itu dengan basa lemah amonia. Persamaan berikut ini dapat digunakan untuk memaparkan penetralan ini

Pemaparan             HC₂H₃O₂  +   NH₄OH                  NH₄C₂H₃O₂   +   H₂O

lama                      

Pemaparan             HC₂H₃O₂  +   NH₃                  NH₄⁺  +  C₂H₃O₂^- 

baru

Larutan amonium asetat, NH₄C₂H₃O₂ , yang dihasilkan, praktis netral. Ini karena kuat asam ion NH₄⁺ tepat diimbangi oleh basa kuat dari ion C₂H₃O₂^-.

Sebagai ringkasan, reaksi asam dan basa yang sama kekuatannya, akan menghasilkan larutan netral. Asam dan basa yang bereaksi dapat keduanya kuat maupun keduanya lemah. Reaksi asam dan basa dengan kekuatan yang berlainan akan menghasilkan larutan yang atau asam lemah atau basa lemah, bergantung pada kekuatan asam konjugat dan basa konjugat yang dihasilkan. Jika asam yang dihasilkan itu lebih kuat daripada basa yang dihasilkan, maka diperoleh larutan asam lemah. Sebaliknya jika basa yang dihasilkan lebih kuat daripada asam yang dihasilkan, akan diperoleh larutan basa lemah. Terlepas dari kekuatan relatif asam dan basa yang terlibat, semua reaksi asam-basa smacam itu lazim dirujuk sebagai reaksi penetralan (Keenan, dkk. 1984).

Secara khas, bobot ekuivalen suatu asam ialah bobot yang menyediakan 1 mol proton, yakni 6,022 x 10²³ proton, kepada suatu basa.

Asam-asam dan basa-basa tertentu dapat mempunyai lebih dari satu bobot ekuivalen, bergantung pada reaksi yang dijalani. Dalam hal-hal ini, persamaan berimbang untuk reaksi yang sebenarnya terjadi, harus selalu diperhatikan dalam menghitung bobot ekuivalen. Misalnya, jika hanya satu dari dua proton asam dari H₂SO₄ diambil oleh reaksi dengan NaOH, maka bobot ekuivalen H₂SO₄ adalah 98,1 g:

     H₂SO₄        +     NaOH                        NaHSO₄         +      H₂O

1 mol, 98,1 g        1 mol, 40 g               1 mol, 12,01 g       1 mol, 18,0 g

Berdasarkan reaksi kimia khas yang dipergunakan dalam tiap kasus, reaksi penetralan didefinisikan sbagai reaksi dalam mana kuantitas asam dan basa yang ekuivalen, bereaksi. Umumnya, dengan penetralan diartikan bahwa semua proton yang tersedia dari asamnya dan semua ion hidroksida dari basanya bereaksi untuk membentuk air. Misalnya, jika dirujuk penetralan H₂SO₄ oleh NaOH, diandaikan bahwa reaksi itu akan menghasilkan Na₂SO₄ kecuali bila diperoleh informasi bahwa dalam suatu kasus istimewa, NaHSO₄ merupakan hasil reaksi.

Normalitas suatu larutan asam atau basa didefinisikan sebagai jumlah ekuivalen zat terlarut per liter larutan. Suatu larutan 1 N suatu asam atau basa mengandung satu bobot ekuivalen per liter larutan; suatu larutan 0,5 N mengandung setengah bobot ekuivalen per liter; dan sebagainya.

Dalam analisis larutan asam dan basa, titrasi melibatkan pengukuran yang seksama volume-volume suatu asam dan suatu basa yang tepat saling menetralkan.

Untuk masing-masing larutan, perkalian volume, V (dalam liter) kali Normalitas, N, adalah banyaknya ekuivalen dari spesi-spesi yang bereaksi:

V_A   x   N_A    =   ekuiv_A

V_B   x   N_B    =   ekuiv_B

dengan A dan B masing-masing menyatakan asam dan basa pada penetralan, banyaknya ekuivalen asam (ekuiv_A) sama dengan banyaknya ekuivalen basa (ekuiv_B),

ekuiv_A    =    ekuiv_B

dan

V_A   x   N_A    =    V_B   x   N_B   

Karena faktor volume muncul pada kedua ruas persamaan, maka satuan volume apa saja dapat digunakan dalam persamaan ini, asal kedua volume itu dinyatakan dengan satuan yang sama, misalnya, keduanya dalam liter (L) atau keduanya dalam mililiter (mL), yakni:

L_A   x   N_A    =    L_B   x   N_B  

atau

mL_A   x   N_A    =   mL_B   x   N_B  

(Keenan, dkk. 1984)

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat-alat

- Statif

- Erlenmeyer 250 mL

- Buret

- Pipet volume 10 mL

- Labu ukur 100 mL

- Klem

- Pipet tetes

- Gelas ukur 10 mL

- Corong

- Gelas kimia

3.1.2 Bahan-bahan

- Asam cuka perdagangan

- NaOH 0,1 N

- Asam oksalat dehidrat 0,1 N

- Indikator PP

- Akuades

3.2 Prosedur percobaan

3.2.1 Asidimetri

·         Dimasukkan larutan asam oksalat (H2C2O4) 0,1 N kedalam buret

·         Dimasukkan 10 mL NaOH kedalam erlenmeyer

·         Ditambahkan 2 tetes indikator PP

·         Dititrasi larutan tersebut dengan larutan asam oksalat hingga warna merah lembayung hilang

·         Dicatat volume asam oksalat

·         Dihitung normalitas NaOH

3.2.2 Alkalimetri

·         Diencerkan 10 mL asam asetrat dalam 100 mL akuades

·         Diambil 10 mL larutan encer tersebut dengan pipet, dimasukkan kedalam erlenmeyer

·         Ditambahkan 2-3 tetes indikator PP

·         Dititrasi larutan tersebut dengan larutan NaOH 0,033N yang telah distandarisasi hingga terjadi perubahan warna menjadi merah lembayung

·         Dicatat volume NaOH

·         Dihitung kadar asam asetat dalam cuka tersebut

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1  Hasil pengamatan

4.1.1        Asidimetri

Perlakuan	Pengamatan
·         Dimasukkan larutan asam oksalat 0,1 N kedalam buret ·         Dimasukkan 10 mL NaOH kedalam erlenmeyer ·         Ditambahkan 2 tetes indikator PP ·         Dititrasi dengan larutan asam H2C2O4 0,1N	·         Larutan NaOH berwarna bening ·         Setelah diteteskan indikator PP warna larutan menjadi merah lembayung ·         Setelah dititrasi, larutan NaOH berubah menjadi bening

4.1.2        Alkalimetri

Perlakuan	Pengamatan
·         Diencerkan 10 mL asam asetrat dalam 100 mL akuades ·         Diambil 10 mL larutan tersebut dimasukkan dalam erlenmeyer ·         Ditambahkan 2-3 tetes indikator PP ·         Dititrasi dengan larutan NaOH 0,033N	Faktor pengenceran = 10 kali ·         Larutan asam asetat berwarna bening (tak berwarna) ·         Larutan asam aseton menjadi berwarna merah lembayung

4.2 Reaksi

Reaksi yang terbentuk dari indikator fenolptalein (PP) dan larutan NaOH yaitu

            Fenolftalein                                            warna merah lembayung

Reaksi yang terbentuk dari indikator fenolptalein dengan larutan asam oksalat

                  Fenolftalein

Reaksi yang terbentuk dari larutan NaOH dengan larutan asam oksalat yaitu

      H₂C₂O₄   +   2NaOH                     Na₂C₂O₄    +    2H₂O

Reaksi yang terbentuk saat titrasi larutan asam asetat dan larutan NaOH yaitu

      CH₃COOH   +   NaOH                       CH₃COONa   +   H₂O

4.3 Perhitungan

4.3.1 Perhitungan Normalitas NaOH

NH₂C₂O₄    =   0,1 N

V H₂C₂O₄     =   3,3 mL

VNaOH      =   10 mL

V1 N1   =  V2 N2

10 N1   =  3,3. 0,1

10 N1   =  0,33

                 N1   =  0,033 N

NNaOH  =  0,033 N

4.3.2 Perhitungan kadar asam asetat dalam cuka

VNaOH   =   17,675 mL

NNaOH    =   0,033 N

VCH₃COOH  =  10 mL

Mr CH₃COOH  =  60 gr/mol

f = 10 kali pengenceran

                        NNaOH  x  VNaOH

C CH₃COOH  =                                 x  valensi CH₃COOH  x  Mr CH₃COOH 

                           VCH₃COOH

                           0,033  x  17,675

                           =                                x  1  x  60  x  10

                                    10

                  =   34,9965 gr/100 mL

4.4 Pembahasan

Asidimetri ialah penentuan kadar suatu basa dengan menggunakan asam sebagai standar primer. Alkalimetri ialah penentuan kadar suatu asam dengan menggunakan basa sebagai standar primer.

Titrasi adalah kegiatan yang dilakukan pada titran dan titrat dengan meneteskan sedikit demi sedikit larutan titran pada larutan titrat. Titrat adalah zat yang dititrasi ditempatkan di erlenmeyer. Larutan titrat ialah larutan yang ingin diketahui konsentrasinya. Titran adalah zat penitrasi yaitu larutan standar yang diketahui tepat konsentrasinya.

Titik akhir titrasi ialah titik saat larutan berubah warna karena adanya indikator. Titik ekivalen ialah titik daat jumlah mol ekivalen titran sama dengan molekivalen titrat.

Larutan standar primer adalah larutan yang kadarnya dapat diketahui secara langsung dari penimbangannya. Contohnya: K₂Cr₂O_7, As₂O₃, H₂C₂O₄. Larutan standar sekunder adalah larutan dimana konsentrasinya ditentukan dengan cara pembakuan. Contohnya: NaOH, HCl, KMnO₄.

Hasil percobaan titrasi NaOH dan H₂C₂O₄ secara asidimetri yaitu warna larutan NaOH menjadi merah lembayungsetelah ditetesi dengan indikator PP. Merah lembayung menunjukkan bahwa larutan tersebut mengandung basa, tetapi setelah dititrasi dengan asam oksalat, pada titik ekivalen volumenya 3,3 mL warna NaOH menjadi bening (tak berwarna) karena titrannya berupa asam. Titrasi ini bereaksi secara sempurna karena perubahan pH pada titik ekivalen besar. Semakin besar perubahan pH-nya, semakin mudah indikator PP untuk menempatkan titik ekivalen atau berubah warna.

Pada titrasi asam asetat dan NaOH secara alkalimetri, warna larutan asam asetat tetap bening setelah ditetesi indikator PP, karena indikator PP tidak akan bereaksi dengan suatu zat asam. Setelah ditetesi larutan NaOH yang telah distandarisasi, warna larutan berubah menjadi merah lembayung karena telah terjadi titrasi sempurna sehingga indikator PP memberikan perubahan warna pada saat volume NaOH yang dibutuhkan mencapai titik ekivalen.

Asam secara umum merupakan senyawa kimia bila dilarutkan dalam air dakan menghasilkan larutan dengan pH lebih kecil dari 7. Dalam definisi modern, asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (ion H⁺) kepada zat lain, atau menerima pasangan elektron bebas dari suatu basa.

Basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air, memiliki pH lebih dari 7. Kekuatan basa sangat tergantung pada kemampuan melepaskan ion OH^- dalam larutan.

Indikator adalah suatu zat penunjuk yang dapat membedakan larutan asam, basa, atau netral berdasarkan trayek pH-nya.

Indikator PP dipergunakan untuk dapat mengetahui sifat dari suatu larutan apakah asam maupun basa dan untuk mengetahui selesainya titrasi dengan menggunakan trayek pH. Trayek pH merupakan suatu contoh warna yang akan digunakan untuk mengatur kadar asam dan basa dalam suatu larutan sehingga dapat menentukan mana yang asam dan mana yang basa.

Prinsip percobaan ini adalah menentukan kadar atau konsentrasi suatu larutan dengan menggunakan larutan yang konsentrasinya diketahui dengan cara menitrasi suatu zat yang konsentrasinya tidak diketahui dengan zat lain yang konsentrasinya diketahui, sehingga jumlah mol kedua zat sama antar satu dengan yang lainnya.

Syarat-syarat larutan standar primer adalah:

1.      Sangat murni atau mudah dimurnikan

2.      Stabil dalam keadaan biasa, setidak-tidaknya selama ditimbang

3.      Sedapat mungkin mempunyai berat ekivalen tinggi untuk mengurang kasalahan penimbangan

4.      Dalam titrasi akan bereaksi menurut syarat-syarat reaksi titrasi

5.      Mempunyai rumus molekul yang pasti

Berikut ini adalah beberapa faktor kesalahan yang terjadi dalam praktikum asidi-alkalimetri

-          Penambahan indikator PP yang berlebih. Penambahan indikator yang berlebih pada larutan yang akan dititrasi mengakibatkan larutan tersebut membutuhkan volume titran yang besar sampai indikator berubah warna pada titik ekivalen sehingga membutuhkan volume yang lebih banyak.

Indikator	Perubahan warna dengan meningkatnya pH	Rentang pH
Asam pikrat Timol biru 2,6-Dinitrofenol Metil kuning Bromfenol biru Metil oranye Bromkresol hijau Metal merah Litmus Metal ungu p-Nitrofenol Bromkresol ungu Bromtimol biru Netral merah Fenol merah Fenolftalein Timolftalein p-a Naftolftalein Alzarin Kuning R 1,3,5 Trinitrobenzena	Tidak berwarna ke kuning Merah ke kuning Tidak berwarna ke kuning Merah ke kuning Kuning ke biru Merah ke kuning Kuning ke biru Merah ke kuning Merah ke biru Ungu ke hijau Tidak berwarna ke kuning Kuning ke ungu Kuning ke biru Merah ke kuning Kuning ke biru Tidak berwarna ke merah Tidak berwarna ke biru Kuning ke biru Kuning ke violet Tidak berwarna ke oranye	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 5,6 – 7,6 5,2 – 6,8 6,0 – 7,6 6,8 – 8,0 6,8 – 8,4 8,0 – 9,6 9,3 – 10,6 7,0 – 9,0 10,1 – 12,0 12,0 – 14,0

BAB 5

PENUTUP

5.1  Kesimpulan

-          Konsentrai NaOh yang diperoleh secara asidimetri yaitu 0,033 N

-          Kadar asam asetat dalam cuka perdagangan yang diperoleh secara alkalimetri sebesar 34,9965 gr/100mL

-          Volume NaOH terpakai pada penelitian CH₃COOH sebanyak 17,675 mL.

5.2  Saran

Bagaimana jika dilakukan titrasi asam kuat-basa kuat seperti HCl dan NaOH agar dapat dibandingkan dengan hasil percobaan titrasi asam lemah dan basa kuat.

DAFTAR PUSTAKA

Keenan,dkk. 1984. Kimia Untuk Universitas. Jakarta: Erlangga

Petrucci, Ralph. 1986. Kimia Dasar. Jilid 2. Jakarta: Erlangga

Sastrohamidjojo, H.2005. Kimia Dasar 2. Yogyakarta: UGM Press

S, Syukri. 1999. Kimia Dasar 2. Bandung: ITB