PENENTUAN KONSTANTA DISOSIASI ASAM METIL MERAH SECARA SPEKTROFOTOMETRI
I.TUJUAN
Menentukan Menentukan Konstanta Konstanta Disosiasi Disosiasi dari Asam Metil Merah dengan dengan bantuan bantuan kurva kurva hubungan hubungan −
[MR [MR ] pH terhadap log [HMR] secara Spektrofotometri II.
DASAR TEORI Indikator asambasa pada umumnn!a mempun!ai perubahan "arna !ang dipengaruhi
oleh oleh kondis kondisii asam atau basa# basa# Dalam Dalam laruta larutan n air$ air$ metil metil merah merah ditemu ditemukan kan sebagai sebagai suatu suatu zwitterion#
Dalam suasana asam$ sen!a"a ini berupa HMR%I&$ !ang ber"arna merah dan
mempun!ai dua bentuk resonansi# 'ika ditambahkan basa$ sebuah proton hilang dan ter(adi anion anion MR %II&$ %II&$ !ang !ang ber"ar ber"arna na kuning kuning## Kesetim Kesetimban bangan gan antara antara kedua kedua bentuk bentuk metil metil merah merah tersebut ditun(ukkan sebagai berikut# COO-
COO-
.. CH3
N CH3
N
+ N
CH3
N
CH3
H
N
N H
Struktur metil merah dalam e!tuk a"am HMR #merah$ H+ OHCOO-
CH3
N
N
N
CH3
H
Struktur metil merah dalam e!tuk a"a MR % #ku!i!&$ Reaksi pengion metil merah di atas dapat din!atakan oleh persamaan reaksi sederhana
berikut ini# MR - +
HMR
H
)etapan )etapan disosiasi %Ka& dapat din!atakan dengan persamaan* +
−
[H ][MR ]
Ka =
[HMR]
pKa din!atakan dengan persamaan* −
pKa = pH − log
+
[MR ] [HMR]
−
[MR ]
Harga tetapan kesetimbangan ini dapat dihitung dari pengurangan perbandingan [HMR] pada pH tertentu# Karena kedua bentuk metil merah mengadsorpsi kuat pada daerah caha!a −
[MR ]
tampak %,--.-- nm&$ maka perbandingan [HMR] dapat ditun(ukkan secara spktrofotometri# 'ika I dan Io masingmasing adalah intensitas caha!a dengan pan(ang gelombang tertantu !ang telah malalui larutan dan pelarut murni$ maka absorbansi optik %A& didefinisikan oleh hukum /ambert0eer* A
= −
log
I Io
Dan (ika han!a 1at terlarut sa(a dapat mengadsorpsi caha!a$ maka* A 2 a#b#c Dengan * a 2 indeks absorpsi 1at terlarut b 2 pan(ang3tebal larutan !ang dile"ati caha!a c 2 konsentrasi 1at terlarut Harga a bergantung pada pan(ang gelombang caha!a$ suhu dan (enis pelarut# 4ada daerah berlakun!a hukum /ambert0eer$ alur A terhadap konsentrasi berupa garis lurus# 'ika dalam larutan terdapat lebih dari satu 1at terlarut dan masingmasing 1at mengadosrpsi secara bebas$ maka absobansi campuran ini bersifat aditif# A 2 ΣA+ 2 Σa+ b c+ 4ada percobaan ini pertama ditentukan spektrum absorbansi metil merah bentuk I %dalam larutan asam& dan bentuk II %dalam larutan basa&$ kemudian dipilih dua pan(ang gelombang λ+ dan λ5 untuk kedua larutan$ hingga bentuk asam mengadsorpsi (auh lebih kuat pada λ+ dibandingkan dengan caha!a basan!a# Sebalikn!a bentuk basa mengadsorpsi kuat sedangkan bentuk asamn!a tidak# Dalam suasana sangat asam$ %seperti dalam H6l& metil merah dapat dianggap han!a terdapat dalam bentuk I dan sebalikn!a dalam suasana sangat basa %seperti dalam 7a8H& meti merah dalam bentuk II# Indeks absorbansi molar HMR pada λ+ %a+$ HMR& dan pada λ5 %a5$MR & ditentukan pada berbagai konsentrasi# Dengan menggunakan persamaan A 2 a#b#c untuk mengetahui apakah hukum /ambert0eer dipenuhi# 'uga dapat dibuat grafik absorbansi A terhadap konsentrasi# Komposisi campuran HMR dan MR pada suatu pH tertentu dihitung dari absorbansi A + dan A5 masingmasing pada λ+ dan λ5 dan dengan tebal sel + cm %b 2 + cm& dengan menggunakan persamaan berikut* A+ 2 a+ HMR [HMR] 9 a + MR [MR ] A5 2 a5 HMR [HMR] 9 a 5 MR [MR ] '.( SPEKTROFOTOMETER U)%)IS
5
Spektrofotometer
adalah
alat
!ang
terdiri
atas
spektrometer
dan
forometer#
Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan pan(ang gelombang tertentu dalam hal ini adalah sinar tampak# :otometer adalah alat pengukur intensitas caha!a !ang ditransmisikan atau diabsorbsi# Spektrofotometer adalah alat !ang digunakan untuk mengukur transmitansi %) atau ;)& atau absorbansi %A& suatu cuplikan sebagai fungsi dari pan(ang gelombang# Absorbsi caha!a oleh suatu molekul merupakan suatu bentuk interaksi antara gelombang caha!a %foton& dan atom3molekul# <+& bersesuaian dengan energi caha!a %foton& !ang datang# Dalam menganalisis menggunakan spektrofotrometer ?@@IS harus diperhatikan halhal sebagai berikut* a.
Peme!tuka! "e!*a+a er+ar!a
/angkah ini dilakukan apabila sen!a"a !ang dianalisis tidak melakukan pen!erapan didaerah tampak# Dalam hal ini sen!a"a tersebut harus diubah men(adi sen!a"a lain !ang dapat melakukan pen!erapan atau direaksikan dengan suatu pereaksi pembentuk "arna sehingga dapat men!erap sinar tampak# 4ereaksi !ang menimbulkan "arna$ harus memenuhi beberapa pers!aratan !akni * reaksin!a dengan 1at !ang dianalisa harus selektif dan sensitif$ tidak membentuk sen!a"a ber"arna dengan 1at1at lain !ang ada dalam larutan$ reaksin!a dengan 1at lain !ang dianalisa harus cepat dan kuantitatif %sempurna&$ "arna atau sen!a"a !ang terbentuk harus cukup stabil untuk (angka "aktu tertentu$ dan tidak terlalu cepat berubah dengan perubahan pH# . Pemiliha! ,a!-a!& &elma!&
4an(ang
gelombang
!ang
diperlukan
dalam
suatu
analisis
kuantitatif
secara
spektrofotometri adalah pan(ang gelombang !ang sesuai dengan absorbansi maksimum %puncak serapan&# Hal ini disebabkan karena perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah paling besar pada pan(ang gelombang maksimum$ maka akan diperoleh kepekaan !ang maksimum pula#
Pa!-a!& &elma!& *a!& di,erluka! dalam "uatu a!ali"i" kua!titati/ "e0ara ",ektr/tmetri.
Keterangan*
0.
•
@iolet * ,-- ,5- nm
•
Indigo * ,5- ,,- nm
•
0lue
•
Creen * ,B- E- nm
•
Fello" * E- . nm
•
8range* . G5- nm
•
Red
* ,,- ,B- nm
* G.- E.- nm
Pemuata! kur1a kalira"i
?ntuk kurva kalibrasi$ dibuat larutan standar dengan berbagai konsentrasi !ang diketahui# Absorbansi dari larutan standar ini diukur$ kemudian dibuat grafik absorbansi %A& terhadap konsentrasi %6&$ kurva !ang terbentuk disebut kurva kalibrasi# Dalam analisis menggunakan spektroskopi ?@@is digunakan hukum dasar /ambert 0eer# Hukum /ambert0eer ini men!atakan hubungan antara intensitas sinar !ang diserap dengan konsentrasi dan tebal larutan !ang dilalui sinar# Apabila seberkas sinar dengan pan(ang tertentu dile"atkan pada larutan !ang mengandung 1at pen!erap$ maka sebagiam sinar tersebut akan diserap dan sbagian sinar diteruskan#
'.' HUKUM LAM2ERT%2EER Apabila seberkas sinar dengan pan(ang gelombang tertentu dile"atkan pada larutan !ang
mengandung 1at pen!erap$ maka sebagian sinar tersebut akan diserap dan sebagia akan diteruskan# Hubungan antara intensitas sinar !ang diserap dengan konsentrasi dan tebal larutan !ang dilalui sinar din!atakan melalui persamaan /ambert0eer sebagai berikut* A 2 log I3Io 2 b6
Dimana* A 2 absorbansi I 2 Intensitas caha!a !ang diemisikan oleh larutan dalam sel Io 2 Intensitas caha!a !ang diemisikan oleh pelarut dalam sel pada I !ang sama 2 Koefisien ekstingsi dari spesies pen!erap atau konstanta pembanding# b 2 4an(ang larutan !ang dilalui oleh caha!a %umumn!a + cm& ,
6 2 Konsentrasi spesies pen!erap dalam unit mol /+%M& Semakin besar intensitas sinar !ang diserap maka nilai A akan semakin besar dan intensitas sinar !ang diteruskan akan semakin kecil# Sering kali dalam pengukuran secara riil menghasilkan polt hukum 0eer !ang tidak linier sepan(ang seluruh konsentrasi !ang diama!i# Kelengkungan ini men!atakan bah"a bukan suatu tetapan$ !ang tergantung pada konsentrasi# 7ilai diharapkan tergantung pada sifat dasar spesies pengabsropsi dalam larutan dan pada pan(ang gelombang radiasi# Dalam praktikn!a$ pen!impangan ini biasan!a disebabkan oleh adan!a pen!impangan berdasarkan kimia dan pen!impangan instrumen !ang digunakan#
III.
I). N I. +
ALAT DAN 2AHAN Tael (. Alat da! 2aha! Nama Alat Spektrofotometer ?@@is
Jumlah + set
Nama 2aha! Metil merah
Jumlah + gram
Shimad1u+E-Celas Kimia +-- m/ pH meter 4ipet volume m/ /abu ukur - m/ /abu ukur +-- m/ 4ipet volume +- m/ Celas ukur +- m/ Celas ukur - m/ Spatula 4epet tetes Kaca arlo(i
buah + buah + buah + buah + buah + buah buah 5 buah 5 buah buah 5 buah
7atrium asetat -$-, M H6l -$-+ M H6l -$+
5 m/ +-- m/ +- m/ - m/ -- m/ +-- m/
PROSEDUR KERJA DAN HASIL PEN3AMATAN Pr"edur Ker-a Pemuata! Laruta! Metil Merah /arutkan seban!ak -$+ gram metil merah
kristalin murni pada etanol B; hingga volume men(adi +-- m/ %larutan ini disebut 5
larutan induk&# Ambil seban!ak m/ larutan induk tersebut dan encerkan dengan air hingga volume men(adi +-- m/ %larutan ini disebut larutan
II.
standar&# Pemuata! Laruta! HMR
Ha"il Pe!&amata!
+
)empatkan seban!ak +- m/ larutan standar metil merah kedalam labu ukur +-- m/$ kemudian tambahkan +- m/ larutan H6l -$+ M dan encerkan dengan auades hingga tepat +--
m/# III. Pemuata! Laruta! MR % + )empatkan seban!ak +- m/ larutan standar metil merah kedalam labu ukur +-- m/$ kemudian tambahkan 5 m/ larutan 7a8H -$-, M dan encerkan dengan auades hingga I). +
tepat +-- m/ Pe!e!tua! HMR da! MR % ?kur absorbansi larutan HMR dan MR $ ukur pada pan(ang gelombang mulai dari - > Enm# Absorbansi diplot terhadap pan(ang gelombang sehingga didapatkan 4 maks dari
). +
HMR dan MR # Pe!e!tua! d atau dari HMR da! MR % ,ada -arak ma5 HMR da! MR % Masukkan . m/$ G m/$ , m/$ 5 m/ larutan HMR kedalam labu ukur +- m/$ kemudian encerkan masingmasing dengan menggunakan larutan H6l -$-+ M %pengenceran 5J$ GJ$ ,J$ dan .J&# Kemudian masukkan . m/$ G m/$ , m/$ 5 m/ larutan MR kedalam labu ukur +m/$
kemudian
encerkan
masingmasing
dengan menggunakan larutan 7a8H -$-+ M %pengenceran 5J$ GJ$ ,J$ dan .J&# Absorbansi masingmasing larutan diukur pada 4 maks )I.
dari HMR dan MR # Pe!e!tua! kua!tita" relati/ HMR da! MR ,ada era&ai har&a ,H
G
+
0uatlah campuran larutan dengan komposisi sebagai berikut*
Nmr lau /arutan
(
'
6
7
indikator
m/
m/
m/
m/
standar %MR& 7atrium
+5$
+5$
+5$
+5$
asetat -$-, M Asam asetat
m/ 5
m/ +5$
m/
m/ 5$
-$-5 M Air
m/ E$
m/ 5-
m/ 5E$
m/ -
%pengenceran
m/
m/
m/
m/
& pH %di cek
,$.
$+
$E
$.+
kembali&
5
?kur absorbansi dari masingmasing larutan tersebut pada pan(ang gelombang maksimum untuk HMR dan MR
E
