Kurva
Volume Penambahan NaOH
pH CH3COOH
Kurva
Volume Penambahan HCl 0.1 M
pH Na2CO3
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM MATERI dan ENERGI
KONSTANTA KEASAMAN dan TITRASI ASAM BASA
Oleh
NAMA : Gustin Finnegan
NIM : 31150008
ASISTEN : YUMECHRIS AMEKAN
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS BIOTEKNOLOGI
UNIVERSITAS KRISTEN DUTA WACANA
YOGYAKARTA
2015
BAB I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Titrasi asam basa sering juga disebut sebagai reaksi netralisasi, yaitu reaksi antara ion hidronium dengan ion hidroksida menghasilkan air. Titrasi asam basa merupakan suatu metode untuk menentukan konsentrasi suatu larutan yang belum diketahui konsentrasinya dengan menggunakan larutan lain yang telah diketahui konsentrasinya. Larutan yang akan ditentukan konsentrasinya disebut titrat dan pada umumnya dimasukkan dalam erlenmeyer, sedangkan larutan yang telah diketahui konsentrasinya untuk menentukan konsentrasi zat pada titrat disebut titran dan dimasukkan dalam buret 50 ml.
Titrasi asam basa terdiri dari asam kuat dan basa kuat, asam kuat dan basa lemah, asam lemah dan basa kuat, asam lemah dan basa lemah. Menariknya pada titrasi asam basa, ketika suatu zat asam ditambah zat basa, pH pada pada larutan tersebut tidak naik secara drastis tetapi secara perlahan-lahan sebab ada peranan larutan buffer yang mampu mempertahan pH pada kapasitas tertentu. Pada praktikum kali ini akan di bahas mengenai penentuan konstanta keasaman dan penentuan pH melalui proses titrasi asam basa, kami juga akan menentukan kadar asam asetat perdagangan (CH3COOH) dan membandingkannya dengan yang tertera pada label, yaitu 25%.
Tujuan
Memahami prinsip titrasi asam basa.
Menentukan harga konstanta keasaman (Ka) dari asam karbonat.
Menentukan massa molekul dari asam mono basis murni.
Menentukan normalitas larutan NaOH dengan larutan standar asam oksalat.
Menetapkan kadar asam cuka perdagangan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Berdasarkan konsep kesetimbangan dinamis, reaksi terbagi atas reaksi reversible dan irreversible. Reaksi reversible adalah reaksi yang dapat dibalik ke keadaan semula, sedangkan reaksi irreversible adalah reaksi yang tidak dapat balik ke keadaan semula. Keadaan setimbang akan tercapai apabila kecepatan reaksi reaktan menjadi produk dan kecepatan reaksi produk menjadi reaktan, tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur (sifat makroskopis tidak berubah) serta reaksi seolah-olah berhenti. (Michael, 2007)
Kata asam berasal dari kata Acidus yang berarti asam. Selain itu juga berhubungan dengan kata latin yaitu acetum yang berarti cuka. Ada beberapa karakteristik dari asam antara lain rasanya asam,mengubah warna lakmus dari biru menjadi merah, bereaksi dengan logam seperti seng dan magnesium menghasilkan gas hydrogen, bereaksi dengan basa hidroksida menghasilkan air dan senyawa ionic (garam), bereaksi dengan karbonat menghasilkan karbondioksida. (Hein et al,2005)
Basa adalah substansi yang mampu membebaskan ion hidrosida [OH-] di dalam larutan air hidroksida dari logam alkali (golongan IA) dan logam alkali tanah (golongan IIA) seperti LiOH,NaOH,KOH,Ca(OH)2,dan Ba(OH)2 yang paling banyak basa anorganik. Larutan air daripada basa disebut larutan larutan alkali atau larutan basa.Beberapa karakteristik yang utama dari basa antara lain rasanya pahit, licin,terasa bersabun,mampu mengubah lakmus dari merah ke biru,dan mampu berinteraksi dengan asam. (Hein et al,2005).
Fenolftalein merupakan indikator sistetis (buatan) yang dapat dibuat didalam laboratorium dengan menggunakan bahan fenol dan ftalat anhidrida melalui reaksi kondensasi. Fenolftalein termasuk senyawa golongan ftalein yang bersifat asam lemeh. Fenolftalein umumnya dipakai sebagai indikator dalam menentukan titik akhir titrasi asam kuat dengan basa kuat. Fenolftalein mempunyai trayek pH 8,3-10,0 (Bassett, 1994).
Titrasi asam basa disebut juga titrasi asidi alkalimetri. Kadar atau konsentrasi asam basa larutan dapat ditentukan dengan metode volumetri dengan teknik titrasi asam basa. Volumetri adalah teknik analisis kimia kuantitatif untuk menetapkan kadar sampel dengan pengukuran volume larutan yang terlibat reaksi berdasarkan kesetaraan kimia. Kesetaraan kimia ditetapkan melalui titik akhir titrasi yang diketahui dari perubahan warna indicator dan kadar sampel untuk ditetapkan melalui perhitungan berdasarkan persamaan reaksi. (Goldberg.2002)
Reaksi penetralan asam basa dapat digunakan untuk menentukan kadar larutan asam atau larutan basa. Dalam hal ini sejumlah tertentu larutan asam ditetesi dengan larutan basa, atau sebaliknya sampai mencapai titik ekuivalen (asam dan basa tepat habis bereaksi). Jika molaritas salah satu larutan (asam atau basa) diketahui, maka molaritas larutan yang satu lagi dapat ditentukan. (Michael. 1997)
Dalam analisis kuantitatif, indikator digunakan untuk menentukan titik ekuivalen dari titrasi asam-basa. Karena indikator mempunyai interval pH yang berbeda-beda dan karena titik ekuivalen dari titrasi asam-basa berubah-ubah sesuai dengan kekuatan relatif asam basanya, maka pemilihan indikator merupakan hal terpenting. (Sukardjo, 1984)
Titik eqivalen pada titrasi asam basa adalah pada saat dimana sejumlah asam tepat dinetralkan oleh sejumlah basa. Selama titrasi berlangsung terjadi perubahan pH. PH pada titik eqivalen ditentukan oleh sejumlah garam yang dihasilkan dari netralisasi asam basa. Indicator yang digunakan pada saat titrasi asam basa adalah yang memiliki rentang pH dimana titik eqivalen berada. Pada umumnya titik eqivalen sulit untuk ditemukan, oleh karena itu yang diamati adalah titik akhir yang terjadi sebelum atau sesudah titik eqivalen tercapai. Pada titik ini pula titrasi harus dihentikan, dan ditandai dengan perubahan warna indicator. (Keenam.1984)
BAB III. METODOLOGI
Alat
Buret 50 ml 2 buah
Pro pipet 1 buah
Erlenmeyer 3 buah
Neraca analitik 1 buah
pH meter 1 set
Labu ukur 250 ml 1 buah
Labu ukur 100 ml 1 buah
Corong Gelas 1 buah
Pipet ukur 10ml 2 buah
Gelas beker 150 ml 3 buah
Pengaduk 1 buah
Pipet tetes 2 buah
Sendok 1 buah
Bahan
Asam oksalat padat 0.63 gram
Air suling
Larutan NaOH 0.1 M
CH3COOH (Cuka dagang) 25%
Indikator PP (Fenoftalin)
Larutan HCl 0.1 M
Larutan Na2CO3 0.1 M
Larutan asam lemah monobasis (cuplikan) CH3COOH
Cara kerja
Titrasi Asam basa.
Menentukan Normalitas NaOH
Ditimbang 0.63 gram asam oksalat (C2H2O4) dengan menggunakan neraca analitik, dilarutkan dalam gelas beker dengan menggunakan air suling ±20 ml, dipindahkan kedalam labu ukur 100 ml dan diencerkan hingga volume tepat 100 ml.
Larutan asam oksalat (C2H2O4) 0.05 M dimasukkan kedalam buret sebanyak 50 ml., larutan NaOH dituang ke dalam tiga erlenmeyer masing masing sebanyak 15 ml dan ditambahkan indicator PP (fenoftalin) tiga tetes.
Larutan NaOH dititrasi dengan menggunakan larutan asam oksalat (C2H2O4) hingga warna merah jambu hilang.
Pekerjaan titrasi dilakukan tiga kali dan volume larutan asam oksalat (C2H2O4) yang terpakai untuk titrasi dicatat.
Menentukan Kadar Asam Asetat Perdagangan
Diambil 5 ml larutan asam asetat (CH3COOH) dengan pipet ukur kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml dan diencerkan hingga volume tepat 250 ml.
Larutan asam asetat (CH3COOH) yang telah diencerkan dimasukkan ke dalam tiga erlenmeyer masing-masing sebanyak 10 ml dan ditambahkan indicator PP (fenolftalin) tiga tetes.
Larutan NaOH 0.1 ditambahkan ke dalam buret sebanyak 50 ml. Larutan asam asetat (CH3COOH) dititrasi dengan menggunakan larutan NaOH standar hingga terjadi perubahan warna menjadi merah jambu.
Pekerjaan titrasi dilkakukan sebanyak tiga kali dan volume NaOH yang
terpakai untuk titrasi dicatat.
Konstanta Keasaman
Penentuan Harga Ka1 dan Ka2 dari Na2CO3
Alat pH meter untuk pemanasan dinyalakan.
10 ml larutan garam Na2CO3 0.1 M diambil dan dituangkan ke dalam gelas beker 150 ml serta diencerkan degan air sehingga elektroda pH dapat tercelup.
Larutan standar HCl 0.1 N dimasukkan dalam buret 50 ml dan dipasang di atas larutan Na2CO3 yang akan dititrasi.
Indikator PP (Fenolftalin) ditambahkan dan diukur pH larutannya.
Larutan HCl ditambahkan ke dalam larutan Na2CO3 dan pH larutan pada setiap penambahan 1 ml HCl diukur. Penambahan larutan HCl dihentikan apabila titik ekuivalen telah tercapai.
Kurva hubungan antara pH larutan dengan volume larutan penitrir dibuat dan harga Ka1 dan Ka2 ditentukan dengan menggunakan persamaan pH=pKa2 dan pH=0.5*pKa1 + 0.5*pKa2.
Penentuan Harga Ka dan Massa Cuplikan Asam Monobasis Murni.
Larutan cuplikan sebanyak 20 ml diambil, cuplikan dari pengenceran sepuluh kali cuplikan asam murni.
Dua tetes indicator PP (fenolftalin) ditambahkan dan larutan NaOH disiapkan dan dimasukkan kedalam buret 50 ml.
Larutan NaOH ditambahkan ke dalam larutan asam cuplikan dan pH larutan setiap penambahan 1 ml diukur. Penambahan dihentikan pada saat timbul warna merah.
Kurva hubungan pH larutan dengan volume NaOH dibuat dan harga Ka dan massa molekulnya ditentukan.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Titrasi Asam Basa
Indikator PP (fenolftalin) yang dipakai pada proses titrasi asam basa kali ini merupakan asam lemah dengan susunan molekul yang sangat rumit dan disingkat menjadi H-phph. H adalah proton yang dapat diberikan pada zat lain, phph adalah molekul asam lemah. Indikator PP (fenolftalin) akan terdisosiasi dalam air menjadi
H – phph(aq) H+(aq) + phph-(aq)
Pada awal proses titrasi, larutan asam oksalat 0.05 M (titran) yang telah diencerkan ditambahkan ke dalam larutan NaOH 15 ml (titrat) yang telah diberikan indicator PP (fenolftalin) sebanyak tiga tetes. Ketika fenolftalin/H-phph berwarna bening dimasukkan ke dalam NaOH yang bersifat basa maka akan terdisosiasi menjadi ion hydronium dan ion phph (berwarna ungu). Ion hidroksida pada NaOH akan bereaksi dengan ion hydronium membentuk molekul air (H2O) sehingga ion hydronium pada produk akan semakin berkurang, ion hydronium dari reaktan akan berpindah ke produk (ke arah kanan) untuk menggantikan ion hydronium yang semakin berkurang, maka reaksi akan condong dominan ke arah kanan (semakin banyak phph- berwarna ungu yang terbentuk) dan menyebabkan timbulnya warna merah muda ketika tiga tetes indicator PP(fenolftalin) diteteskan ke dalam larutan NaOH yang bersifat basa (memiliki ion hidroksida).
H-phph(aq) + OH- H2O(aq) + phph-(aq)
Ketika larutan asam oksalat yang bersifat asam ditambahkan ke dalam larutan NaOH yang telah ditetesi tiga tetes fenolftalin, maka ion hydronium pada fenolftalin/H-phph semakin bertambah dan menjadi berlebih, sehingga ion phph- (berwarna ungu) akan bereaksi dengan ion hydronium yang berlebih membentuk H-phph (berwarna bening) dan reaksi akan condong mengarah pada produk (reaksi ke arah kiri). Itulah yang menyebabkan warna merah jambu menjadi bening kembali ketika larutan NaOH yang sudah diberikan tiga tetes fenolftalin ditambahkan larutan asam oksalat. Ketika warna merah jambu pada larutan NaOH tepat berubah menjadi bening maka dapat dikatakan bahwa titrasi yang kami lakukan telah mencapai titik eqivalen, yaitu pada waktu mol asam oksalat = mol NaOH.
H-phph(aq) H+(aq) + phph-(aq)
Kemudian untuk menentukan kadar asam asetat perdagangan, larutan NaOH 0.1 N (titrat) dimasukkan ke dalam larutan asam asetat yang telah ditambahkan fenolftalin sebanyak tiga tetes. Fenolftalin/H-phph yang semula berwarna bening tidak berubah warna jika dimasukkan ke dalam larutan asam asetat sebab ion phph (warna ungu) pada fenolftalin berikatan dengan ion hydronium membentuk H-phph (berwarna bening). Ketika larutan NaOH yang mengandung ion hidroksida dimasukkan ke dalam larutan asam asetat maka ion hidroksida pada NaOH akan berekasi dengan ion hydronium membentuk molekul air (H2O) sehingga ion hydronium semakin sedikit dan semakin kurang, ion hydronium pada reaktan akan menggantikan posisi ion hidronium yang telah hilang karena bereaksi dengan ion hidroksida, reaksi akan condong ke arah produk (ke arah kanan) sehingga semakin banyak ion phph-(warna ungu) yang terbentuk, ketika ion hirdonium pada reaktan tidak dapat mengimbangi jumlah ion phph- maka akan tampak warna merah jambu, ketika warna bening pada asam asetat tepat berubah menjadi warna merah jambu maka dapat dikatakan bahwa titrasi telah mencapai titik eqivalen, yaitu mol NaOH = mol asam asetat perdagangan.
H-phph(aq) + OH-(aq) H2O(aq)+ phph-(aq)
Menentukan normalitas larutan NaOH
Konsentrasi asam oksalat sebagai larutan stock primer
Diketahui:
Massa asam oksalat yang ditimbang pada neraca anlitik = 0.63gr
Ar : H = 1, C = 12, O = 16
Mr asam oksalat (C2H2O4. 2H2O)
= {(2*12)+(2*1)+(4*16)}+2{(2*1)+(1*16)}
= 126 g/mol
n (mol) = m (massa)/mr asam oksalat
= 0.63/128= 0.05 M (konsentrasi larutan asam oksalat)
H2C2O4 2H+ + C2O42-
Berdasarkan reaksi diatas, dapat diamati bahwa asam oksalat memiliki asam bervalensi 2.
Normalitas asam oksalat = n * M = 2 ek/mol * 0.05 mol/L = 0.1 N
Penentuan normalitas NaOH
Volume NaOH yang digunakan untuk titrasi = 15 ml
Volume rata-rata larutan asam oksalat (C2H2O4) 0.05 M yang terpakai
= (V1+V2+V3)/3
= (13 ml + 12.6 ml + 12.5 ml)/3
= (38.1)/3
= 12.7 ml (volume yang dipakai.)
Untuk menentukan normalitas NaOH, dapat digunakan rumus pengenceran
(N*V) asam = (N*V) basa
(N*V) asam oksalat = (N*V)NaOH
0.1 ek/L * 12.7 ml = N NaOH * 15 ml
NNaOH = (0.1 ek/L * 12.7 ml)/ 15ml = 0.084667 = 0.085
Menentukan kadar asam asetat perdagangan.
Volume asam asetat yang dititrasi = 10 ml dengan pengenceran 50 kali
Volume rata-rata NaOH yang digunakan untuk titrasi
= (V1 + V2 +V3 )/3
=(9.9 ml + 10.5 ml + 9.9 ml)/3
= (30.3)/3 = 10.1 ml (volume yang dipakai )
M = {massa jenis asam cuka * kadar zat * 1000 (ml/L)}/Mr(g/mol)
M = {1 * 0.25 * 1000}/ 60
M = 4. 17 M
N = M * valensi hidroksida
N = 4.17 M * 1 = 4.17 N
Penentuan kadar asam cuka perdagangan
Karena dalam titrasi ini, digunakan larutan standar NaOH yang konsentrasinya ± 0.085 sehingga larutan asam cuka perlu diencerkan terlebih dahulu agar konsentrasinya menjadi ± 0.085. Dalam percobaan kali ini dilakukan 50 kali pengenceran asam cuka (dari volume 5 ml menjadi 250 ml).
Untuk menentukan normalitas larutan asam asetat, dapat digunakan rumus pengenceran.
VNaOH * NNaOH = VCH3COOH * NCH3COOH
10.1 ml * 0.085 = 10 ml * NCH3COOH
NCH3COOH = 0.08585
MCH3COOH = NCH3COOH (0.08585) * factor pengenceran (50) = 4.29 M
Gram CH3COOH = MCH3COOH * MrCH3COOH
Gram CH3COOH = 4.29 M * 60mg/mmol = 257.4 mg/ml = 0.2574 g/ml
Persentase CH3COOH (b/v) = Gram CH3COOH (0.2574) * 100% = 25.74%
% CH3COOH yang diperoleh dari hasil perhitungan tidak berbeda jauh dari yang tertera pada keterangan asam cuka perdagangan yakni 25%
Konstanta keasaman
Penentuan Ka1 dan Ka2 dari Na2CO3
pH Na2CO3
Volume Penambahan HCl 0.1 M
10.91
1
10.61
2
10.42
3
10.23
4
10.01
5
9.82
6
9.57
7
9.26
8
8.62
9
Garam Na2CO3 (natrium karbonat) berasal dari basa kuat NaOH dan asam lemah H2CO3 (asam karbonat). Proses ini bertujuan untuk mengetahui konstanta keasaman yang dimiliki asam karbonat yang merupakan asam lemah dibasis sehingga dapat dicari Ka1 dan Ka2nya.
Volume akhir titrasi = volume eqivalen = 9 ml
pH akhir titrasi = pH eqivalen = 8.62
Volume pKa2 = setengah dari volume eqivalen = 4.5 ml
pKa2 = pH pada saat setengah volume eqivalen
pKa2 = (pH pada saat 4 ml + pH pada saat 5 ml)/2 = 10.23 +10.01 = 10.12
berdasarkan data diatas, maka dapat pH dapat diperoleh
pH = 0.5 pKa1 + 0.5 pKa2
0.5 pKa1 = pH eqivalen – 0.5 pKa2 = 8.62 – 0.5*(10.12) = 8.62 – 5.06 = 3.56
pKa1 = 3.56 * 2 = 7.12
Ka1 = 10-7.12 = 7.58 * 10-8
pKa2 = 10.12
pKa2 = - log pKa1
Ka2 = 10-pKa2 = 10-10.12 = 7.58*10-11
Pada kurva di atas, didapati bahwa pH mengalami penurunan dari 10.91 menjadi 8.62, namun tidak mengalami penurunan yang drastic sebab larutan Na2CO3 merupakan asam konjugasi dan bersifat buffer sehingga mampu mempertahankan pH pada kapasitas tertentu.
Penentuan harga Ka dan massa molekul cuplikan asam monobasis murni.
No
Volume (ml)
pH
1.
1
3.97
2.
2
4.15
3.
3
4.33
4.
4
4.40
5.
5
4.51
6.
6
4.57
7.
7
4.65
8.
8
4.71
9.
9
4.79
10.
10
4.83
11.
11
4.89
12.
12
4.95
13.
13
5.00
14.
14
5.02
15.
15
5.10
16.
16
5.14
17.
17
5.18
18.
18
5.24
19.
19
5.30
20.
20
5.36
21.
21
5.39
22.
22
5.43
23.
23
5.49
24.
24
5.53
25.
25
5.60
26.
26
5.62
27.
27
5.66
28.
28
5.72
29.
29
5.78
30.
30
5.87
31.
31
5.94
32.
32
6.03
33.
33
6.10
34.
34
6.18
35.
35
6.27
36.
36
6.45
37.
37
6.60
38.
38
6.75
39.
39
6.85
40.
40
6.90
41.
41
7.01
Dari hasil di atas kita dapat menentukan harga Ka dan massa molekul cuplikan asam monobasis murni.
Diperoleh Volume akhir titrasi = volume awal titrasi = 41 ml.
pH akhir titrasi = pH eqivalen = 7.01
Dari data volume titrasi NaOH diatas, kita dapat mencari mol NaOH.
Mmol NaOH = Volume NaOH * M NaOH = 41 mmol* 0.1 M = 4.1 mmol
M CH3COOH = n/Vtotal = 4.1 mol / 20 ml = 0.205 M
[CH3COONa] = n/vtotal = 4.1 mol / 61 ml = 0.067 m
Untuk mencari mencari pKa CH3COOH, dapat dicari dengan perhitungan berikut
pH eqivalen = 0.5*pKw + 0.5*pKa + 0.5*log [G]
0.5*pKa = 7.01 – 0.5(14) – 0.5 log 0.067
0.5*pKa = 0.01+0.0585 = 0.595
pKa = 1.19
Ka = 10-pKa = 10-1.19 = 0.064 = 6.4*10-2
BM = {0.03 * massa jenis * k}/{v*M}
BM = {0.03 * 1.05 * 100}/ {0.041 * 0.1} = 7.6829 * 102 g/mol
Kurva
Dari trayek pH diatas dapat diamati bahwa pH semakin meningkat karena ion hydronium pada CH3COOH bereaksi dengan ion hidroksida NaOH menghasilkan molekul air (H2O) dan mencapai titik equivalen (titik akhir titrasi) dengan pH 7.01.
CH3COOH(aq) + NaOH(aq) CH3COONa(aq) + H2O(aq)
Dapat diamati bahwa pH pada kurva tersebut tidak naik secara drastic, namun naik secara perlahan lahan, hal ini disebabkan adanya larutan CH3COONa yang terbentuk dan berperan menjadi larutan buffer serta mampu mempertahankan pHnya pada kapasitas tertentu ketika diberikan ion hydronium atau ion hidroksida dan ketika ditambah NaOH, maka CH3COONa akan bereaksi dengan OH- menghasilkan CH3COO- dan molekul air (H2O).
CH3COONa + OH- CH3COO- + H2O
BAB 5. KESIMPULAN
Titrasi asam basa adalah suatu metode untuk menentukan konsentrasi suatu zat dengan menggunakan zat lain yang telah diketahui konsentrasinya.
Harga konstanta keasaman (Ka) dari asam karbonat dibasis yang diperoleh adalah 7.58 * 10-8 dan 7.58 * 10-11.
Massa molekul dari asam mono basis murni adalah 7.6829 g/mol.
Normalitas larutan NaOH dengan larutan standar asam oksalat (C2H2O4) 0.05 M adalah 7.6829 * 102 g/mol.
Kadar asam cuka perdagangan yang diperoleh adalah 25.74%.
DAFTAR PUSTAKA
Goldberg, David. 2002. Kimia Untuk Pemula. Jakarta: Erlangga.
Keenam.1984. Kimia Untuk Universitas 1 Edisi keenam. Jakarta: Erlangga.
Sukardjo. 1984. Kimia Organik. Jakarta: Rineka Cipta.
Basset, J, et al. 1994. Buku Ajar Vogel; Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC.
Purba, Michael. 1997. Buku Pelajaran Ilmu Kimia Untuk SMU kelas 2. Jakarta: Erlangga.
Purba, Michael. 2007. Kimia untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.
Hein et al. 1993. College Chemistry An Introduction To General, Organic, and Biochemistry. California: Wadsworth Inc.
