A. JUDUL PERCOBAAN
: Titrasi Potensiometri
B. KELOMPOK
: XIII Kimia B 2009
C. NAMA ANGGOTA
: 1. Gawang Pamungkas
093234204
2. Ery Rahmad B.
093234207
3. Zamrud Nuril H.
093234211
D. TUJUAN PERCOBAAN : Menentukan titik akhir titrasi asam-basa secara potensiometri E. DASAR TEORI Potensiometri adalah suatu cara analisis berdasarkan pengukuran beda potensial sel dari suatu sel elektrokimia. Di dalam potensiometri dapat dipelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial. Metode ini dapat digunakan untuk mengukur potensial, pH suatu larutan, menentukan titik akhir titrasi dan menentukan konssentrasi ion-ion tertentu dengan menggunakan elekttroda selektif ion. Susunan alat pada potensiometri meliputi elektroda pembanding, elektroda indikator dan alat pengukur potensial. Elektroda pembanding adalah suatu elektroda yang mempunyai harga potensial tetap dengan kata lain harga potensial setengah selnya diketahui konstan dan tidak peka terhadap komposisi larutan yang sedang diselidiki. Terdapat dua jenis elektroda pembanding yaitu elektroda pembanding primer dan elektroda pembanding sekunder. Contoh dari elektroda pembanding primer adalah elektroda hidrogen, sedngkan elektroda pembanding sekunder adalah elektroda kalomel, dan elektroda perak-perak klorida. 1. Elektroda pembanding primer Contoh dari elektroda jenis ini adalah elektroda hidrogen standar. Dimana elektroda ini terbuat dari platina yang dilapisi platina hitam dengan maksud agar absorpsi gas hidrogen pada permukaan elektroda dapat berlangsung sempurna, sehingga reaksinya : H2 2 H+ + 2e Dapat berlangsung cepat dan reversibel. Potensial setengah sel dari elektroda pembanding primer adalah nol Volt. Notasi setengah sel dari elektroda hidrogen adalah : Pt/H2 (atm), H+ (M)
atau
H+ (M), H2 (atm) / Pt
2. Elektroda pembanding sekuder Beberapa contoh elektroda pembanding yang sering digunakan untuk pengukuran secara potensiometri adalah : a) Elektroda kalomel (calomel electrode) b) Elektroda perak-perak klorida. Elektroda indikator adalah elektroda yang potensialnya bergantung pada konsentrasi zat yang sedang diselidiki. Elektroda ini terbagi menjadi dua macam yaitu elektroda logam dan elektroda membran. Elektroda ini merupakan pasangan dari elektroda pembanding dan terbagi dalam dua kelompok, yaitu : 1.
Elektroda logam Elektroda logam terbagi dalam empat kelompok diantaranya elektroda jenis pertama, elektroda jenis kedua, elektroda jenis ketiga, dan elektroda untuk jenis sistem redoks.
2.
Elektroda membran Elektroda membran digunakan untuk menunjukkan ion tertentu. Elektroda ini biasanya disebut dengan elektroda selektif ion (ionic selective electrode, ISE). Elektroda digunakan untuk penentuan pH dengan mengukur perbedaan potensial antara larutan pembanding yang keasamannya tetap dan larutan yang dianalisis. Elektroda membran dibagi menjadi empat kelompok, yaitu : a) Elektroda membran kaca b) Elektroda membran cairan c) Elektroda padatan d) Elektroda penunjuk gas
Bila sepotong logam M dicelupkan kedalam suatu larutan yang mengandung ion logam Mn+, maka terjadilah suatu potensial elektroda, yang nilainya diberikan oleh persamaan Nerst sebagai : E = E0 + (RT/nF) ln aMn+
(1)
Dengan E0 suatu potensial elektroda standar yang konstan dari logam itu. E dapat diukurdengan menggabungkan elektroda itu dengan elektroda rujukan (biasanya dalah elektroda kolomel jenuh), dan mengukur e.m.f. dari sel yang terbentuk. Jadi dengan
mengetahui Er (elektroda rujukan) dapatlah nilai potensial elektroda dihitung, dan jika potensial elektroda standar E0 dari logam itu diketahui, maka aktivitas ion logam aMn+ dalam larutan itu dapat dihitung, untuk larutan encer aktivitas ion yang dihitung itu akan dikatakan sama dengan konsentrasi ion, dan untuk larutan lebih pekat, yang koefisien aktivitasnya diketahui, aktivitas ion tersebut dapat diubah menjadi konsentrasi padananya. Pada dasarnya tujuan utama pada titrasi potensiometer adalah untuk menentukan lokasi titik ekivalen. Dalam menentukan titik ekivalen tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu dengan membuat grafik potensial atau pH versus volume titran atau modifikasinya, yaitu turunan pertama
V
atau
pH V
versus volume titran (Vx),
kemudian dari grafik yang diperoleh dicari harga maksimum dan minimumnya. Cara lain adalah dari turunan keduanya , yaitu
2 V 2
atau
2 pH V 2
versus volume titran (Vy),
Kemudian dari grafik diperoleh titik nolnya. Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika ditambahkan titran. Penentuan titik akhir titrasi dengan cara potensiometri akan memberikan hasil yang lebih teliti daripada dengan menggunakan indikator. Pada umumnya, titrasi dengan menggunakan indikator tergantung pada pengamatan dan ketelitian seseorang dalam mengamati perubahan yang terjadi. Dengan menggunakan titrasi potensiometri pengamatan titik akhir titrasi tidak diganggu oleh perubahan warna larutan dan kekeruhan. Pada dasarnya tujuan dari titrasi potensiometri adalah untuk menentukan letak titik ekivalen. Dalam menentukan titik ekivalen tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain, yaitu turunan pertama ∆E / ∆V atau ∆pH / ∆V vs volume titran (Vx), kemudian dari grafik yang diperoleh dicari harga maksimum atau minimumnya. Cara lainnya adalah dari turunan keduanya, yaitu ∆2E / ∆V2 atau ∆2pH /∆V2 vs volume titran (VY), kemudian dari grafik yang diperoleh dicari titik nolnya. Perhitungan pada turunan pertama dan kedua adalah : Perhitungan pada turunan pertama,
pH pH 2 pH1 = V V
dan
∆V1 = V2 - V1
(2)
Keterangan : ∆ V1 adalah selisih volume pada turunan pertama V1 adalah volume pada pengukuran pertama V2 adalah volume pada pengukuran kedua Perhitungan pada turunan kedua, pH pH pH V 2 V 1 = V 2 V2 2
dan ∆V2 = Vx2 – Vx1
(3)
Keterangan : ∆V2 adalah selisih volume pada turunan kedua Vx1 adalah volume turunan pertama pada data pertama ∆V2 adalah volume turunan pertama pada data kedua V V VX 1 VX V2 1 VY VX 2 VX 1 X 2 2 2
(4)
E V
E
V (ml)
V (ml)
V (ml)
Gambar 1. Kurva-kurva titrasi potensiometri
F. ALAT DAN BAHAN Alat yang digunakan: 1. pH meter 2. Pengaduk magnet 3. Buret 50 ml 4. Beker gelas 250 ml 5. Statif + klem buret 6. Pipet gondok 25 ml 7. Propipet/karet penghisap 8. Botol semprot Bahan yang digunakan: 1. HCl 0,1 N 2. NaOH 0,1 N 3. Aquades
E. ALUR KERJA pH meter - Dinyalakan selama 15 menit - Distandarisasi dengan pH 4,3 dan 9,4 - Dicuci elektroda dengan botol semprot - Dikeringkan dengan tissu Persiapan pH meter
25 ml NaOH 0,1N - Dimasukkan ke dalam beker glas - Dimasukkan elektroda - Dicatat pH pada pH meter - Ditambahkan HCl per1ml sampai 10ml dan dicatat pH-nya tiap penambahan 1 ml pH NaOH tiap penambahan 1ml HCl - Dibuat grafik E Vs Volume NaOH (ml) dan ditentukan Veq dan mg NaOH dalam sampel Grafik E Vs Volume NaOH dan Kadar HCl dalam sampel
Gambar 2. Alur Kerja
G. HASIL PENGAMATAN Tabel 1 Hasil Pengamatan Vol NaOH
∑ Vol NaOH
pH
(mL)
(mL)
0
0
3,12
5
5
3,07
5
10
2,97
5
15
3,08
5
20
3,97
5
25
11,80
5
30
12,12
H. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada percobaan ini, digunakan NaOH yang telah distandardisasi sebagai titran dan HCl sebagai analitnya. Konsentrasi titran (NaOH) yaitu 0.1 N. Larutan HCl yang telah diencerkan diambil sebanyak 10 mL kemudian di masukkan dalam gelas kimia dan dititrasi dengan NaOH 0.1 N untuk diketahui titik akhir / titik ekivalen dari titrasi tersebut. Selanjutnya, membuat grafik E vs V maka perlu mengonversi pH menjadi E (potensial). Berikut penurunan rumus untuk membuktikan bahwa pH ~ E :
Dengan menggunakan persamaan (2) dan (3) maka nilai dari
dan
juga dapat
dihitung, seperti pada tabel 2. Tabel 2 Konversi pH menjadi E No.
Vol NaOH
∑ Vol NaOH
(mL)
(mL)
1
0
0
3,12
-0,01
0,0001
2
5
5
3,07
-0,02
0,0004
3
5
10
2,97
0,022
0,0005
4
5
15
3,08
0,178
0.0317
5
5
20
3,97
1,566
2.4524
6
5
25
11,80
0,064
0.0041
7
5
30
12,12
Gambar 3. Kurva titrasi potensiometri pengukuran 1
Nilai potensial yang terbaca semakin lama semakin naik seiring bertambahnya titran karena semakin banyak titran yang ditambahkan maka semakin sedikit jumlah ion pada analit (H+) yang ada dalam keadaan bebas karena ion tersebut bereaksi dengan ion dari titran (OH-) menjadi senyawa bermuatan total nol yaitu H2O. Sementara itu, titik ekivalen terjadi bila jumlah ion H+ sama dengan jumlah ion OH-. Selanjutnya nilai potensial elektrode akan naik drastis karena kelebihan jumlah ion OH-.
Gambar 4. Kurva titrasi potensiometri penurunan ke-2 Untuk membandingkan apakah pada saat kurva titrasi naik dengan curam dan tercapai titik kesetimbangan, maka dibuat grafik hubungan antara ΔE/ΔV dengan volume titran dan grafik hubungan Δ2E/ΔV2 dengan volume titran. Untuk Grafik antara ΔE/ΔV dengan volume titran tersebut dapat membuktikan bahwa volume ekivalen NaOH yang dibutuhkan untuk menetralkan HCl (analit) adalah 25 ml, hal itu dapat dilihat dari puncak maksimum dari grafik tersebut. Sementara itu, kesetimbangan sudah tercapai dapat dibuktikan oleh kenaikan dan penurunan yang drastis dari grafik Δ2E/ΔV2 dengan volume titran yaitu membentuk bukit-lembah, tetapi pola grafik tidak seperti teori. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa factor, antara lain: (1) suhu; (2) kalibrasi alat; dan factor pengenceran. Suhu dapat mempengaruhi pergeseran kesetimbangan dalam sebuah reaksi kesetimbangan, sama halnya dengan reaksi redoks. Suhu mempengaruhi cepat atau lambatnya pergerakan elektron dan besar-kecilnya tumbukkan antar molekul.
Gambar 5. Kurva titrasi potensiometri penurunan ke-3 (percobaan)
V, milliliter
Gambar 6. Kurva titrasi potensiometri penurunan ke-3 (teori) Selanjutnya, menentukan kadar HCl dalam sampel yaitu: eq NaOH = eq HCl NNaOH . VNaOH = NHCl . VHCl 0.1 x 25
= NHCl .10
NHCl
= 0.025 N
mg HCl
= NHCl . VHCl . Mr HCl = 0.25 mmol x 36.5 mg/mmol = 9.125 mg
Volume sampel = 50 ml Sehingga kadar HCl dalam sampel adalah Kadar HCl (mg/ml)
= (mg HCl/vol. sampel) x 100% = (9.125/50) x 100% = 18.25 % b/v
I. SIMPULAN Titik akhir titrasi terjadi pada daerah potensial electrode 11.80 mV yaitu ketika volume total NaOH yang ditambahkan sebesar 25 ml. Sedangkan kadar HCl dalam sampel adalah 18.25 % (b/v).
DAFTAR PUSTAKA
Day, R.A dan Underwood A.L. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi ke-6. Jakarta: Erlangga Khopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press Taufikurohmah, Titik; Sukarmin; dan Pirim Setiarso. 2009. Penuntun Praktikum Metode Elektroanalitik. Surabaya : Jurusan Kimia FMIPA UNESA. Khairi. 2009. Perbandingan Metode Potensiometri Menggunakan Biosensor Urea Dengan Metode Spektrofotometri Untuk Penentuan Urea. USU Repository, Vol. 9 No. 2 Juli 2005. Sumatera Utara.
