BAB II TITRASI NETRALISASI
TITRASI NETRALISASI
Titrasi netralisasi atau titrasi asam-basa merupakan suatu titrasi dimana reaksi terjadi antara analit dengan titran adalah reaksi asam-basa. Awal mula titrasi netralisasi melibatkan penentuan asiditas atau alkalinitas larutan dan kemurnian karbonat dan oksida alkali tanah.
TITRASI NETRALISASI
Sebelum tahun 1800, titrasi asam basa dilakukan menggunakan H2SO4, HCl, dan HNO3 sebagai titran asam, dan K2CO3 and Na2CO3 sebagai titran basa. Bab ini akan menjelaskan dasar-dasar titrasi netralisasi, jenis-jenis titrasi netralisasi, pembuatan kurva titrasi netralisasi serta pemilihan indikator titrasi netralisasi.
A. Titrasi asam kuat –basa kuat
Untuk membuat kurva titrasi 35,00 mL 0,1M HCl dengan 0,00; 15,00; 35, 00, dan 50,00 mL 0,1000 M NaOH, Langkah pertama adalah menghitung pH pada masing-masing kondisi titrasi.
Titrasi asam kuat –basa kuat
Pada penambanan 0,00 mL NaOH merupakan titik awal [H3O+] = CHCl = 0.1000 M pH = 1,00
Pada penambahan 15,00 mL NaOH, Va * Ma > Vb * Mb [H3O+]
(Va * Ma) - (Vb * Mb) = ---------------------------(Va + Vb)
((35.00mL)*(0.1000M)) - ((15.00mL)*(0.1000M)) = -----------------------------------------------------------(35.00 + 15.00)mL
= 4,000x10-2M pH = 1,3979
Pada penambahan 35,00 mL of NaOH, Va * Ma = Vb * Mb , titik ekivalen pH = 7,00
Pada penambahan 50,00 mL NaOH, Vb * Mb > Va * Ma , setelah titik ekivalen
[OH-]
=
(Vb * Mb) - (Va * Ma) = --------------------------(Va + Vb) ((50.00mL)*(0.1000M)) -((35.00mL)*(0.1000M)) --------------------------------------------------------------(35.00 + 50.00)mL
= 1,765x10-2M pOH = 1,7533 pH = 14,00 - 1,7533 = 12,25
Grafik titrasi 0,1 M HCl dengan 0,1 M NaOH 14
12
10
pH
8
6
4
2
0 0
10
20
30
40
Volume basa NaOH
50
60
Dengan cara yang sama, pH titrasi asam kuat dengan basa kuat pada berbagai macam penambahan volume dan konsentrasi basa dapat dihitung. Bentuk kurva titrasi asam kuat dengan basa kuat akan mengikuti pola seperti gambar dibawah ini
Titrasi 0,1 M HCl dengan 0,1 M NaOH 14
12
10
pH
8
6
4
2
0 0
10
20
30
40
50
Volume Basa NaOH (mL)
60
Strong Acid - Strong Base Titration 14
12
10 1 8 pH
0.1 0.01
6
0.001
4
2
0 0
10
20
30
40
Volume of Base Added
50
60
B. Titrasi asam lemah –basa kuat
Untuk membuat kurva titrasi 35,00 mL 0,1M HC2H3O2 (Ka = 1,75 x 10-5M) dengan 0,00; 15,00; 35, 00, dan 50,00 mL 0,1000 M NaOH, langkah pertama adalah menghitung pH pada masing-masing kondisi titirasi.
Pada penambanan 0,00 mL NaOH merupakan titik awal
[H3O+] = Ka * CHA = (1.75e-5 M)*(0.1000 M) = 1,32e-3 M pH = 2,878
Pada penambahan 15 mL NaOH, Va * Ma > Vb * Mb (Va * Ma) - (Vb * Mb) [HC2H3O2]excess = -----------------------------(Va + Vb) ((35.00mL)*(0.1000M)) - ((15.00mL)*(0.1000M)) = -----------------------------------------------------------(35.00 + 15.00)mL
= 4.000x10-2M
(Vb * Mb) [C2H3O2-] = ------------(Va + Vb) (15.00 mL)(0.1000 M) = ---------------------------- = 3.000x10-2M (35.00 + 15.00)mL
[HC2H3O2]excess = 4.000x10-2M [C2H3O2-] = 3.000x10-2M
[HC2H3O2]excess [H3O+] = Ka * ---------------------[C2H3O2-] 4.000x10-2M = 1,75e-5 M * ------------------- = 2,33e-5 M 3.000x10-2M
[HC2H3O2]excess = 4.000x10-2M[ C2H3O2-] = 3.000x10-2M
[H3O+] = 2.33e-5 M pH = 4,632
Pada saat penambahan 35,00 mL NaOH, Va * Ma = Vb * Mb , titik ekivalen pH = ½ (pKw + pKa + log [G]) 35x 0.1 -5 pH = ½ (14 –log 1.75x10 + log( )) 35 35 pH = ½ (14 + 4.76 – 1.301) pH = 8,728
Pada penambahan 50,00 mL NaOH, Vb * Mb > Va * Ma , setelah titik ekivalen (Vb * Mb) - (Va * Ma) = -------------------------(Va + Vb) ((50.00mL)*(0.1000M)) - ((35.00mL)*(0.1000M)) = -----------------------------------------------------------(35.00 + 50.00)mL [OH-]
= 1.765x10-2M pOH = 1,7533 pH = 14,00 - 1,75 = 12,25
Kurva titrasi asam lemah 0,1 M HC2H3O2 dengan basa kuat NaOH 0,1 M 14 12
pH
10 8 6 4 2 Volume Basa NaOH yang ditambahkan
0 0
10
20
30
40
50
60
Dengan cara yang sama, pH titrasi asam lemah 0,1M HC2H3O2 dengan basa kuat NaOH 0,1 M pada berbagai macam penambahan volume basa dapat dihitung. Bentuk kurva titrasi asam lemah dengan basa kuat akan mengikuti pola seperti gambar dibawah ini
Titrasi asam lemah 0,1M HC2H3O2 dengan basa kuat NaOH 0,1 M 14 12
pH
10 8 6 4 2 0 0
10 20 30 40 50 Volume Basa NaOH 0,1 M yang ditambahkan
60
Titrasi asam lemah –basa kuat
Titrasi ini akan memiliki bentuk yang sama, kecuali titrasi akan dimulai pada pH tinggi dan menurun sebanding dengan asam yang ditambahkan
Weak Base - Strong Acid Titration 12 10
pH
8 6 4 2 0 0
10
20
30 Volume of Acid Added
40
50
60
Titrasi asam lemah poliprotik dengan basa kuat
Titrasi asam lemah poliprotik H3PO4 0,1 M dengan 0.00, 15.00, 35.00, 50.00, 70.00, and 90.00 mL of 0,1 M NaOH. H3PO4 memiliki harga Ka1 = 7.11 X 10-3 M dan Ka2 = 6.34 X 10-8 M. Pada saat 0,00 mL NaOH ditambahkan merupakan titik awal titrasi [H3O+] = Ka1 * CH2A = (7.11e-3 M)*(0.1000 M) = 2.67e-2 M pH = 1,574
Pada saat 15,00 mL NaOH ditambahkan,
Va * Ma > Vb * Mb, merupakan daerah buffer pertama (Va * Ma) - (Vb * Mb) [H3PO4]excess = ---------------------------(Va + Vb) ((35.00mL)*(0.1000M) - (15.00mL)*(0.1000M)) [H3PO4]excess = ---------------------------------------------------------------(35.00 + 15.00) mL = 4.000x10-2M
Pada saat 15,00 mL NaOH ditambahkan,
(Vb * Mb)
(15.00 mL)(0.1000 M)
[H2PO4-] = ------------ = -------------------------- = 3.000x10-2M (Va + Vb) (35.00 + 15.00) mL
[H3PO4]excess 4.000x10-2M [H3O+] = Ka1 * ---------------- = 7.11e-3 M * -----------------[H2PO4-] 3.000x10-2M = 9,48e-3 M
pH = 2,023
Pada saat penambahan 35,00 mL NaOH, Va * Ma = Vb * Mb , titik ekivalen pertama [H3O+] = Ka1 * Ka2 = (7.11x10-3 M)(6.34x10-8 M) = 2.12e-5 M pH = 4,673
Pada saat penambahan 50, 00 mL of NaOH,
2 * Va * Ma > Vb * Mb, daerah buffer kedua
2*(Va * Ma) - (Vb * Mb) [H2PO4-]excess = ------------------------------(Va + Vb)
(2(35.00mL)*(0.1000M)) - ((50.00mL)*(0.1000M)) [H2PO4-]excess = --------------------------------------------------------------(35.00 + 50.00) mL
= 2.353x10-2M
Pada saat penambahan 50, 00 mL of NaOH,
[HPO4-2] =
(Vb * Mb) - (Va * Ma) ---------------------------(Va + Vb)
(50.00 mL)(0.1000 M) - (35.00 mL)(0.1000 M) [H2PO4-] = --------------------------------------------------------(35.00 + 50.00) mL = 1.764x10-2 M [H2PO4-]excess 2.353x10-2M [H3O+] = Ka2 * ------------------ = 6.34e-8 M * -----------------[HPO4-2] 1.764x10-2M = 8.46x10-8 M pH = 7,073
Pada saat penambahan 70, 00 mL of NaOH,
2 * Va * Ma = Vb * Mb , titik ekivalen kedua. [OH-] =
[OH-] = 7,25x10-5 M pOH = 4,139 pH = 9,860
Pada saat penambahan 90,00 mL NaOH,
Vb * Mb > 2 * Va * Ma , kondisi setelah titik ekivalen kedua (Vb * Mb) - 2 * (Va * Ma) [OH-] = ----------------------------------(Va + Vb) (90.00 mL)(0.1000 M) - 2 * (35.00 mL)(0.1000 M) [OH-] = --------------------------------------------------------------(35.00 + 90.00)mL = 1,600 X 10-2 M pOH = 1,795 pH = 12,204
Grafik Titrasi asam poliprotik H3PO4 0,1 M dengan basa kuat NaOH 0,1 M
14
12
10
pH
8
6
4
2
0 0
10
20
30
40
50
60
Volume Basa NaOH 0,1 M
70
80
90
100
Indikator Indikator suatu reaksi titrasi asam basa memiliki karakteristik sesuai dengan reaksi kesetimbangan berikut: HIn + H2O ⇌ H3O+ + InWarna Asam
[H3O+][In-] Ka = -------------[HIn]
Basa
(1)
Indikator In + H2O ⇌ InH+ + OHWarna basa
[InH+][OH-] Kb = --------------[In]
acid
(2)
Indikator
Persamaan (1) disusun ulan sehingga akan diperoleh: [In-] Ka ------ = ---------[HIn] [H3O+]
Indikator Warna asam ditunjukkan jika: [In-] 1 [H3O+][In-] 1 ------ ---------------- = ---*[H3O+] = Ka [HIn] 10 [HIn] 10
Warna basa ditunjukkan jika: [In-] 10 [H3O+][In-] ------ ---------------- = 10*[H3O+] = Ka [HIn] 1 [HIn]
Indikator
Range perubahan warna adalah : pKa = pH + 1 atau pH = pKa + 1 Perubahan warna seharusnya di area dimana kurva titrasi paling vertical
Pemilihan indikator
Range perubahan warna seharusnya pada daerah dimana kurva titrasi paling vertikal
Strong Acid - Strong Base Titration 14
12
9.6
8
8.0
phenolphthalein
pH
10
6
5.4
bromocresol green
4
3.8 2
0 0
10
20
30
Volume of Base Added
40
50
60
Weak Acid - Strong Base Titration 14 12
9.6
10
phenolphthalein 8.0
pH
8 6
5.4 4
3.8
bromocresol green
2 0 0
10
20
30 Volume of Base Added
40
50
60
Tabel berikut ini menunjukkan beberapa indikator asam-basa yang umum digunakan
Soal 1 Bandingkan 2 kurva titrasi yaitu titrasi 0,1 M NaOH dengan 0,1 M HCl dan titrasi 0,01 M amoniak dengan 0,1 M HCl. a. Jelaskan perbedaan antara kedua kurva titrasi tersebut ! b. Dalam kondisi/tahap titrasi manakah kedua kurva tersebut tidak dapat dibedakan ?
Soal 2
Jika asam maleat disimbolkan sebagai H2M, dua tetapan dissosiasinya adalah : H2M + H2O H3O+ + HMKa1 = 1,3 x 10-2 HM- + H2O H3O+ + M2Ka2 = 5,9 x 10-7 Buatlah kurva tititrasi 25 mL asam maleat 0,1 M HOOCCH=CHCOOH dengan 0,1 M NaOH pada saat volume NaOH : a. 0 mL b. 5 mL c. 25 mL d. 25,5 mL e. 50 mL f.
51 mL
