Lembar kerja PESERTA DIDIK Titrasi asam asam basa
Tujuan 1. Peserta didik dapat menjelaskan prinsip kerja indikator dalam titrasi asam – basa basa 2. Peserta didik dapat menjelaskan proses titrasi asam-basa 3. Peserta didik dapat menganalisis data hasil titrasi asam-basa
Pendahuluan Salah satu aplikasi stoikiometri larutan adalah penetapan mencari konsentrasi (molaritas) atau kadar suatu dalam suatu sampel yang disebut analisis volumetri. Analisis volumetri dapat dilakukan dengan menggunakan cara titrasi. Larutan dalam erlemmeyer ditambahkan dengan indikator lalu ditetesi dengan larutan yang berada dalam buret yang sudah diketahui konsentrasinya.
Kasus
Bacalah beberapa kasus berikut: Kelompok 1: Kecelakaan Truk Asam Sulfat TEMPO.CO, Jakarta - Sebuah truk tangki bermuatan asam sulfat mengalami kecelakaan di Jalan Tol Grogol pagi kemarin, Selasa, 5 Mei 2015. Akibatnya, muatan larutan kimia itu tumpah di jalan dan membuat seorang warga meninggal dunia karena menghirup uap larutan. Kepala Laboratorium Kimia Universitas Indonesia Sunardi mengatakan larutan asam sulfat memang sangat berbahaya jika bersinggungan dengan manusia. "Kalau kena kulit, bisa membuat luka yang lebih dari luka terbakar," ujarnya, Rabu, 6 Mei 2015. Larutan itu bisa menembus lapisan kulit dan daging. "Jadi bukan cuma melepuh atau terbakar, tapi bisa melarutkan daging." Larutan Asam Sulfat termasuk asam kuat. Uap dari larutan itu pun, tutur Sunardi, sangat berbahaya. "Jika terhirup, bisa merusak saluran
pernapasan," ujarnya. Karena itu, orang yang menghirup uap asam sulfat bisa meninggal jika tak segera mendapat pertolongan. Jika tak sengaja terkena larutan ini, kata Sunardi, harus segera diatasi. Caranya, menyiram bagian yang terkena cairan dengan air. Tujuannya, agar sifat asam dalam larutan dapat lebih netral. "Kalau bisa, dicampur bahan basa seperti soda kue." Permasalahan 1. Bagaimana cara menetralkan pH larutan asam? 2. Manakah yang lebih efektif antara air dengan larutan basa untuk menetralkan pH larutan asam? 3. Bagaimanakah kurva titrasi asam kuat dengan basa kuat? Kelompok 2 : Soda Kaustik Penyebab Gatal Natrium hidroksida adalah basa kuat dan bersifat kaustik. Limbah yang mengandung natrium hidroksida (NaOH) adalah limbah berbahaya karena sifat kaustik. Apabila terkena tangan dapat menyebabkan gatal-gatal. Mahasiswa pendidikan kimia seringkali menggunakan NaOH saat praktikum, Setelah pelaksanaan praktikum, seringkali praktikan mengalami gatal-gatal pada tangan, setelah ditelusuri didapatkan bahwa praktikan secara tidak sengaja menimbang soda kaustik dan membersihkan soda kaustik yang berceceran dengan tangan tanpa pelindung. Permasalahan 1. 2. 3.
4. 5. 6.
Mengapa NaOH menyebabkan gatal-gatal pada kulit? Bagaimana cara penanganan gatal-gatal yang disebabkan oleh NaOH? NaOH termasuk larutan basa, dapatkah cara penanganan gatal-gatal tersebut dengan menyiram menggunakan larutan asam (sebagai contoh asam sulfat)? Manakah yang lebih efektif antara air dengan larutan asam untuk menetralkan pH larutan basa? Bilamana proses penetralan larutan basa dilakukan dengan menggunakan asam? Bagaimanakah kurva titrasi basa kuat dengan asam kuat?
Kelompok 3: Sengatan Tawon dan Sengatan Lebah Sengatan lebah adalah keadaan di mana lebah menusuk dengan sengat tajam ke korban. Berbeda dengan lebah besar atau tawon yang mencabut kembali sengatnya setelah menyerang, lebah madu meninggalkan sengat beserta kantung racunnya di tempat yang tersengat. Pada sebagian kasus, seseorang yang terkena sengatan lebah dapat mengalami reaksi luka atau alergi serius dan akan membutuhkan tindakan pengobatan secepatnya. Prinsip reaksi asam dan basa juga dapat digunakan untuk mengobati sengatan lebah dan tawon. Berdasarkan hasil penelitian, sengatan lebah mengandung campuran asam amino, asam formiat, asam klorida, dan asam fosfat. Adapun sengatan tawon mengandung senyawa basa. Dengan mengetahui jenis senyawa yang terkandung dalam sengatan lebah dan tawon, kita dapat memprediksi cara mengobati sengatan lebah dan tawon. Asam yang terkandung dalam sengatan lebah dapat dinetralkan dengan mengoleskan senyawa basa, seperti sabun ke kulit yang tersengat. Adapun basa yang terkandung dalam sengatan tawon dapat dinetralkan dengan menambahkan senyawa asam. Permasalahan 1. Bagaimana cara menetralisasi asam lemah seperti asam lemah dari sengatan lebah dan basa lemah dari sengatan tawon? 2. Apabila ingin diketahui nilai konsentrasi asam lemah dari sengatan lebah dan basa lemah dari sengatan tawon, titran apa yang digunakan? 3. Bagaimanakah kurva titrasinya?
Kelompok 4: Kadar cuka dalam air kelapa Merdeka.com - Provinsi Sulawesi Utara (Sulut) melalui Dinas Perindustrian dan Perdagangan (Disperindag) mengembangkan air kelapa menjadi asam asetat atau asam cuka.
"Pengembangan air kelapa menjadi asam cuka di Kabupaten Minahasa Selatan (Minsel), karena merupakan daerah penghasil kelapa yang besar," kata Kepala Dinas Perindag Sulut, Olvie Atteng, saat pelatihan pembuatan cuka dari air kelapa, di Amurang, Kamis (02/10). Seperti diberitakan Antara, Olvie mengatakan ini merupakan salah satu diversifikasi produk turunan kelapa yang memiliki nilai tambah cukup tinggi.
Air kelapa, katanya, biasanya hanya dijadikan limbah dan tidak dimanfaatkan oleh petani, padahal memiliki manfaat dan nilai yang lebih baik lagi. Kepala Seksi Teknologi Industri Balai Riset dan Standarisasi Industri Manado Fahri Ferdinand Polii mengatakan asam cuka merupakan cairan yang diproduksi dari bahan dasar berbagai macam tumbuhan yang kaya kandungan pati ataupun karbohidrat melalui fermentasi yang menghasilkan alkohol dan asetat. Fahri mengatakan pemanfaatan cuka dari kelapa memang sangat diminati, khususnya industri makanan sebagai bahan pembangkit flavor asam dan pengawet juga sebagai bahan penyedap rasa serta pengatur keasaman. Cuka adalah produk makanan yang mempunyai cita rasa masam dengan pH sekitar 1-6, cuka banyak digunakan untuk berbagai keperluan manusia. Cuka kelapa dikenal juga dengan nama Coconut Vinegar, cuka ini awal nya berasal dari filipina. Terbuat dari air buah kelapa. Rasanya asam dengan sedikit rasa ragi, warna putih keruh, di asia tenggara biasanya digunakan dalam makanan. "Ini merupakan peluang yang harus ditangkap industri di Sulut, agar memanfaatkan air kelapa dijadikan asam cuka," katanya sambil menambahkan cukak juga banyak digunakan dalam industri kimia. Kepala Bidang Perindustrian Disperindag Sulut Benny Nongkan mengatakan pelatihan ini diikuti oleh 30 petani kelapa yang ada di Minsel, diharapkan mampu mengembangkan air kelapa menjadi asam cuka. Sumber: https://www.merdeka.com/peristiwa/petani-di-sulut-diajari-cara-ubah-airkelapa-menjadi-cuka.html Permasalahannya, cuka yang beredar belum semua mendapatkan izin resmi dari BPOM atau secara berkala memperbaharui perizinan, sehingga kadar cuka yang tertera pada label perlu diuji kebenarannya, sehingga konsumen tidak mengalami kerugian. Jika ingin mengetahui kadar cuka, maka dapat dilakukan dengan menggunakan titrasi asam-basa.
Permasalahan 1. Mengapa cuka dapat diperoleh dari air kelapa? 2. Bagaimana cara mengetahui kadar asam cuka yang dihasilkan dari hasil fermentasi air kelapa? 3. Bagaimana prinsip kerja titrasi asam-basa?
Untuk menjawab pertanyaan diatas, Belajarlah melalui kegiatan diskusi pada halaman berikutnya !!
Kegiatan Diskusi!
Tahukah Anda?? Titrasi merupakan suatu metode yang bertujuan untuk mengetahui konsentrasi suatu larutan dengan larutan lain yang telah diketahui konsentrasinya. Suatu zat yang akan ditentukan konsentrasinya disebut sebagai “titrat” dan biasanya diletakkan di dalam labu Erlenmeyer, sedangkan
zat yang telah diketahui konsentrasinya disebut sebagai titran dan biasanya diletakkan di dalam buret. Baik titrat maupun titran biasanya berupa larutan.
Bagaimana konsentrasi Titrat melalui titrasi oleh Titran??
bisa
diketahui
Prinsip dasar titrasi terjadi karena adanya reaksi netralisasi. Perhatikan uraian di bawah ini! “Maag disebabkan karena lambung mensekresikan asam lambung secara berlebihan, sehingga jumlah Asam lambung (HCl) meningkat. Untuk mengurangi kadar HCl yang berlebihan diberikan obat Magh yang mengandung basa, seperti Mg(OH) 2 , mengapa demikian? Apabila konsentrasi HCl diketahui, dapatkah kita menentukan konsentrasi Mg(OH) 2 yang belum diketahui, bagaimana caranya? Reaksi antara HCl (aq) dengan Mg(OH) 2(aq) disebut sebagai reaksi Netralisasi antara asam dengan basa.
Asam (Ion H+) yang berasal dari HCl akan dinetralkan oleh Basa (Ion OH -) yang berasal dari Mg(OH)2. Sehingga reaksi netralisasinya yaitu:
Dengan kata lain, pada reaksi netralisasi, jumlah mol Ion H+ harus sama dengan jumlah mol ion OH-. Apabila dirumuskan secara matematika, hasilnya sbb: + = − + = − ( ) = ( )
Dengan, = = = + = −
Jadi, Reaksi Netralisasi adalah _______________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________
Perhatikan gambar berikut!
NaOH 0,1 M
NaOH dari buret diteteskan kedalam Erlenmeyer yang berisi CH3COOH
Larutan CH3COOH tidak dapat diamati akhir titrasinya. Meskipun titran sudah berulang kali diisi ulang ke dalam buret, tetap tidak menunjukan perubahan
CH3COOH
Gambar 1. Percobaan dilakukan dengan tanpa Indikator
NaOH 0,1 + mol H > mol OH
mol H+ = mol OH-
Diteteskan ke
Indikator
CH3COOH
NaOH dari buret diteteskan kedalam Erlenmeyer yang berisi CH3COOH
Larutan CH3COOH sebelum mencapai titik ekivalen
Gambar 2. Percobaan dilakukan den an Indikator
Larutan CH3COOH setelah mencapai titik ekivalen
Berdasarkan Gambar 1 dan Gambar 2 tersebut, jawablah pertanyaanpertanyaan berikut ini! (manfaatkan buku dan literatur lain untuk menambah pengetahuan!)
1. Berdasarkan Gambar di atas, titrasi adalah _____________________________ ______________________________________________________________ 2. Larutan yang berperan sebagai titran adalah
karena _______________
____________________________________________________________ 3. Larutan yang berperan sebagai titrat adalah
karena _______________
____________________________________________________________ 4. Pada proses titrasi ada dua hal yang penting yaitu titik ekuivalen dan titik akhir titrasi. a. Titik ekuivalen adalah ___________________________________________ b. Pada titik ekuivalen,
tepat dinetralkan oleh
. Sehingga jumlah mol
_________sama dengan jumlah mol _________________________________ c. Titik akhir titrasi adalah ________________________________________ 5. Tuliskan komponen (alat dan bahan) yang dibutuhkan dalam percobaan titrasi asambasa!
6. Berdasarkan gambar, hasil pengamatan pada proses titrasi adalah:
Gambar 1:___________________________________________________ Gambar 2:___________________________________________________
7. Berdasarkan kedua gambar diatas, gambar manakah yang menunjukkan titrasi asambasa yang benar? Jelaskan jawaban Anda! ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 8. Perhatikan gambar 1 dan gambar 2, apakah terdapat perbedaan pada gambar diatas? Jika iya, tuliskan perbedaan dari kedua gambar diatas! ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 9. Mengapa pada percobaan Gambar 1 tidak dapat menunjukan titik akhir titrasi? Jelaskan! ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 10. Apakah fungsi indikator fenolftalein dalam percobaan diatas? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 11. Bagaimanakah prinsip kerja indikator dalam titrasi asam-basa? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________
Untuk Lebih jelas & menjawab pertanyaan no 11, Belajarlah melalui kegiatan diskusi pada halaman
1 2
3 4
5
1. Berdasarkan gambar 1-5, jelaskan prosedur menitrasi dengan benar! 2. Menurut Anda, apakah titik ekivalen selalu sama dengan titik akhir titrasi? Jelaskan pendapat Anda!
Indikator asam basa umumnya berupa molekul organik yang bersifat asam lemah dengan rumus HIn. Indikator memberikan warna tertentu ketika ion H+ dari larutan asam terikat pada molekul HIn dan berbeda warna ketika ion H+ dilepaskan dari molekul HIn menjadi In–. Salah satu indikator asam basa adalah fenolftalein (PP), indikator ini banyak digunakan karena harganya murah. Indikator PP tidak berwarna dalam bentuk HIn (asam) dan berwarna merah jambu dalam bentuk In – (basa). Perhatikan struktur fenolftalein berikut.
Bentuk Asam HIn tidak berwarna
Bentuk Basa Konjugasi In- berwarna merah
Untuk mengetahui bagaimana indikator bekerja, perhatikan reaksi kesetimbangan berikut yang menyatakan indikator HIn sebagai asam lemah dengan Ka = 1,0 × 10–8.
Berdasarkan persamaan reaksi kesetimbangan Indikator PP diatas, harga Ka adalah (1)
=
[ + ] … …
(2)
[+ ]
=
… …
Jika ke dalam larutan ditetesi indikator pada pH = 3 atau [H +]=1,0 × 10–3 M, dihasilkan perbandingan:
(3)
[+ ]
=
… …
Masukan hasil perbandingan (2) dan (3), sehingga dihasilkan perbandingan Basa konjugasi dengan asam lemah HIn(aq) (4)
[ + ]
=
… …
=
… …
Perbandingan tersebut menunjukkan bahwa struktur yang lebih dominan adalah bentuk ...........(HIn/ In -) , sehingga warna larutan adalah ........(tidak berwarna/berwarna). Jika ion OH– (basa) ditambahkan ke dalam larutan, [H +] berkurang dan posisi kesetimbangan bergeser ke arah ..............(pereaksi HIn/ pembentukan In –).Jika ion OH–
ditambahkan terus, bentuk ...... (HIn/ In – ) lebih dominan, sehingga larutan........ (berwarna merah jambu/ tidak berwarna). Untuk mengetahui titik ekuivalen, kita harus mengetahui dengan tepat berapa volume basa yang ditambahkan dari buret ke asam dalam labu Erlenmeyer. Salah satu cara untuk mencapai tujuan ini ialah dengan menambahkan beberapa tetes indikator asam basa ke dalam larutan asam saat awal titrasi. Namun, tidak semua indikator berubah warna pada pH yang sama, jadi pilihan indikator untuk titrasi tertentu bergantung pada sifat asam dan basa yang digunakan dalam titrasi (dengan kata lain, apakah kuat atau lemah). Tabel di bawah ini memuat sejumlah indikator yang lazim digunakan dalam titrasi asam-basa. Table 1 Beberapa Indikator Asam-Basa yang lazim Warna
Indikator Timol biro Bromofenol biru Metil jingga Metil merah Klorofenol biru Bromtimol biru Kresol merah
Dalam Asam Merah Kuning Jingga
Dalam Basa Kuning Ungu kebiruan Kuning
Merah Kuning Kuning Kuning
Kuning Merah Biru Merah
Kisaran pH
1,2 – 2,8 3,0 – 4,6 3,1 – 4,4 4,2 – 6,3 4,8 – 6,4 6,0 – 7,6 7,2 – 8,8
Tak berwarna Pink kemerahan 8,3 – 10,0 Sumber: Raymond Chang, Kimia Dasar, edisi ketiga, jilid 2
Fenolftalein
a. Jika yang ditirasi adalah asam kuat dan basa kuat, maka dihasilkan garam yang bersifat . Perkiraan pH larutan hasil titrasi adalah
sehingga indikator yang
dapat digunakan dalam titrasi asam kuat dan basa kuat adalah ________________ b. Jika yang ditirasi adalah asam lemah dan basa kuat, maka dihasilkan garam yang bersifat
. Perkiraan pH larutan hasil titrasi adalah
sehingga
indikator yang dapat digunakan dalam titrasi asam kuat dan basa kuat adalah ________ c. Jika yang ditirasi adalah asam kuat dan basa lemah, maka dihasilkan garam yang bersifat
. Perkiraan pH larutan hasil titrasi adalah
sehingga
indikator yang dapat digunakan dalam titrasi asam kuat dan basa kuat adalah _______
Buatlah desain rancangan percobaan untuk menghitung dan menentukan kadar cuka dari berbagai hasil fermentasi maupun pengolahan dari industri melalui metode titrasi dan untuk menggambar kurva titrasi asam cuka! 1. Alat: Alat
Jumlah
1. ...
...
2. ...
...
3. ...
...
4. ...
...
5. ...
...
6. dst
2. Bahan: Bahan 1. ...
...
2. ...
...
3. ...
...
4. ...
...
5. ...
...
6. 7. dst 3. Prosedural 1) Mengetahui Kadar Cuka Perdagangan. a. ... b. ... c. ... d. dst
Jumlah
Persiapan Titrat/ Pengenceran Sampel hingga 20 kali (Menggunakan labu ukur 100 ml)
Hasil Titrasi, Mencatat data Volume Titran
Menghitung Kadar Cuka, % cuka = (mol cuka hasil titrasi x Mr) / Volume cuka x
2) Menggambar Kurva Titrasi ..... dengan ..... a. ... b. ... c. ... d. dst
Menghitung konsentrasi Titrat, dan mengukur pH
Mengkaji volume titran hasil titrasi, sebagai volume 50% penambahan titran
Pada tiap gelas kimia (8 buah), mencampurkan kedua larutan (20 ml titrat dan % ml titran): a. Gelas 1: 20 ml Cuka + 20 % NaOH; b. Gelas 2: 20 ml Cuka + 30 % NaOH; c. dst
Menghitung penambahan volume 20%, 30 %, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% dan 100 % volume titran
Mengukur pH
Menggambar kurva pH Campuran terhadap Penambahan Volume Titran (NaOH)
4. Data Percobaan a. Mengetahui Kadar CH3COOH 1) Konsentrasi Titran : 2) Volume Titran : 3) Volume sampel/ titrat : b. Menggambar kurva titrasi Volume Titran 0% 20 %
pH Larutan (diukur menggunakan pH digital)
30 % 40 % 50% 60 % 70 % 80% 100 % 5. Perhitungan. a. Perhitungan Kadar Cuka Perdagangan (% ) =
1.) Menghitung mol
menggunakan
100%
prinsip netralisasi:
+ = − + = − + =
Mol + ≈ − saat dinetralisasikan oleh NaOH; maka yang terjadi adalah
Mol cuka = mol H + = mol OH- = mol titran 2.) Menghitung massa Cuka yang dititrasi Massa Cuka yang dititrasi = Mol Cuka x Mr 3.) Menghitung Massa Total Sampel Massa Total Sampel = Volume sampel (Cuka) x 4.) Menghitung Kadar Cuka Perdagangan (% ) =
100%
b. Menggambar Kurva Grafik Setelah mengukur pH sebelum dan setelah tiap penambahan volume titran, kemudian plot-kan data tersebut ke dalam kurva berikut: pH 14 12 10 8 6 4 2
Penambahan Volume Titran (ml)
