stoikiometri-larutan-kls-xi

Bab

7 Sumber: powerlabs.org

Titrasi merupakan metode untuk menentukan konsentrasi zat di dalam larutan.

St oiki oikiome omett ri Larut uta an dan Ti Tit rasi asi Asam Asam Bas Basa a Hasil Hasil yang y ang harus haru s Anda capai: capai: memahami sifat-sifat larutan asam basa, metode pengukuran, dan terapannya. Setelah mempelajari bab ini , Anda harus mampu: mampu: menghitung banyaknya pereaksi dan hasil reaksi dalam larutan elektrolit dari hasil titrasi asam basa.

Hampir semua reaksi kimia adalah reaksi penetralan asam basa. Reaksi ini menghasilkan air dan suatu garam. Misalnya, jika Anda sakit maag akibat asam lambung berlebih, Anda membutuhkan antasid yang dapat menetralkannya. Sama halnya dengan pH darah manusia yang harus tetap netral ( pH= 7). H al ini dikendalik dikendalikan an oleh adan ya reaksi kesetimb kesetimbangan angan – yang terlibat antara asam basa konjugat (H 2CO 3 dan HCO 3 ). Bagaimanakah menghitung pH campuran asam basa? Bagaimanakah menentukan suatu reaksi telah mencapai titik setara? Untuk menjawab pertanyaan itu, Anda harus mengetahui berapa konsentrasi ion-ion dari masing-masing pereaksi. Perhitungan kimia dalam larutan melibatkan konsentrasi molar ionion dalam larutan dapat ditentukan melalui teknik titrasi. Titrasi asam basa merupakan salah satu jenis dari titrasi. Bagaimanakah metode pengukurannya? Kemudian, bagaimanakah penerapannya? Anda akan menemukan jawabannya setelah mempelajari bab ini.

A. Reaksi ksi da dalam lam Larutan B. Tit rasi rasi Asa Asam Bas Basa a

161

Tes Kom Kompet pet ensi Awal 1. 2. 3.

Apakah Apakah yang yang Anda ketahui ketahui tentang tentang titras titrasii asam asam bas basa? a? Bagai agaimana manakah kah menentukan menentukan dera deraja jatt keasa keasaman man?? Apakah yang yang dimaksu dimaksud d pH? Bagaimanakah agaimanakah hubungannya hubungannya dengan dengan konsentrasi konsentrasi molar?

A. Reaksi ksi dala dalam m La Larutan Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentu k endapan, gas, dan penetralan muatan listrik . Ketiga reaksi tersebut umumnya tergolong reaksi metatesis yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Oleh karena itu, Anda perlu mengetahui lebih jauh tentang ion-ion dalam larutan.

1. Persa rsama maa an Ion dan dan Molekul Molekul

Kat Kat a Kun Kunci ci • • • •

Persa rsamaa maan mo mole leku kule lerr Persa rsamaa maan ion ion Reaksi ksi penge pengenda ndapa pan n Reaksi ksi pembe pembentuk ntuka an gas gas

Selama ini, Anda menuliskan reaksi-reaksi kimia di dalam larutan dalam bentuk molekuler. Contoh, reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Persamaan reaksinya: → 2NaOH( aq) + CaCO Na 2CO 3( aq) + Ca(OH) Ca(OH)2( aq) ⎯⎯ CaCO3( s) Persamaan reaksi ini disebut persamaan molekuler sebab zat-zat yang bereaksi ditulis dalam bentuk molekul. Persamaan molekul tidak memberikan petunjuk bahwa reaksi itu melibatkan ion-ion dalam larutan, padahal Ca(OH) 2 dan Na2CO 3 di dalam air berupa ion-ion. Ion-ion yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah ion Ca 2+ dan ion OH – yang berasal dari Ca(OH) 2, serta ion Na+ dan ion CO 32– yang berasal dari Na2CO 3. Persamaan reaksi dalam bentuk ion ditulis sebagai berikut. → 2Na+ (aq )+ 2Na+ (aq) + CO 32–(aq) + Ca2+ (aq) + 2OH–(aq) ⎯⎯ 2OH –(aq) + CaCO CaCO3(s) Persamaan ini in i dinamakan persamaan ion, yaitu yaitu suatu persamaan reaksi r eaksi yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Petunjuk pengubahan persamaan molekuler menjadi persamaan ion adalah sebagai berikut. 1. Zat-zat at-zat ionik, seperti seperti NaCl umumny umumnyaa ditulis ditulis sebag sebagai ai ion-io ion-ion. n. Ciri zat zat ionik dalam persamaan reaksi mengguna menggunakan kan fasa fasa ( aq) . 2. Zat-zat at-zat yang yang tidak larut (endapan) ditulis sebag sebagai ai rumus rumus seny senyaw awa. a. Ciri dalam persamaan persamaan reaksi dinyatakan den gan fasa fasa (s) . Dalam persamaan ionik, ion-ion yang muncul di kedua ruas disebut ion spektator (ion penonton), yaitu ion-ion yang tidak turut terlibat dalam reaksi kimia. Ion-ion spektator dapat dihilangkan dari persamaan ion. Contohnya, sebagai berikut. → 2Na + ( aq) + 2Na + (aq) + CO 32–(aq) + Ca2+ ( aq) + 2O H–( aq) ⎯⎯ 2OH –( aq) + CaCO CaCO3( s) Sehingga persamaan dapat ditulis menjadi: → CaCO 3( s) Ca 2+ ( aq) + C O 32–( aq) ⎯⎯ Persamaan ini dinamakan persamaan ion bersih. Dalam hal ini, ion OH – dan ion Na + tergolong ion-ion spektator.

Contoh 7.1 Penulisan Persamaan Ion Bersih Tuliskan uliskan persamaan ion bersih bersih dari persamaan molekuler molekuler berikut. → 2NaCl(aq) + H2O( ) + CO 2( g) Na2CO 3( aq) + 2HCl 2HCl(( aq) ⎯⎯

162

Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI

Jawab: Natrium Nat rium karbonat karbonat dalam air terurai membent membentuk uk ion-ion ion-ion Na + dan CO 32–. HCl juga terurai ter urai dalam air menjadi ion H + dan Cl–. Setelah terjadi t erjadi reaksi, reaksi, hanya NaCl yang tetap berada dalam bent uk ion-ion, yaitu yaitu Na Na + – + dan Cl , sedangkan yang lainnya berupa cairan murni dan gas. Karena Na dan Cl– tet ap sebagai sebagai ion, ion-ion ini disebut disebut ion spektator. spekta tor. Dengan demikian, persamaan ion bersihnya sebagai sebagai berikut. → H 2O( ) + CO2( g) H + ( aq) + CO 32–( aq) ⎯⎯

a.

Mahir Menjawab Reaksi antara reaksi Pb(NO3)2 dan H2SO4 dalam dalam larutan paling tepat diberikan oleh persamaan ....

Reaksi ksi Pen Penge genda ndapa pan n

Reaksi dalam larutan tergolong reaksi pengendapan jika salah satu produk reaksi tidak larut di dalam air. Contoh zat yang tidak larut di dalam air, yaitu CaCO 3 dan BaCO 3. Untuk mengetahui kelarutan suatu zat diperlukan pengetahuan empirik sebagai hasil pengukuran terhadap berbagai zat. Perhatikanlah reaksi antara kalsium klorida dan natrium fosfat berikut.

→ Ca 3(PO 4) 2 + 6NaCl 3CaCl2 + 2N a3PO 4 ⎯⎯ NaCl NaCl akan larut di dalam air, sedangkan Ca 3( PO 4) 2 tidak larut. Senyawa-senyawa fosfat sebagian besar larut dalam air, kecuali senyawa fosfat dari natrium, kalium, dan amonium. Oleh karena itu, persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut.

→ Ca 3(PO 4) 2( s) + 6NaCl 3CaCl2( aq) + 2Na3PO 4( aq) ⎯⎯ 6NaCl((aq) Dengan menghilangkan ion-ion spektator dalam persamaan reaksi itu, perasamaan ion bersih dari reaksi dapat diperoleh.

→ Ca3(PO 4) 2( s) 3Ca 2+ ( aq) + 2PO 43–( aq) ⎯⎯

A. Pb (N (NO3)2(aq ) + SO42– (aq ) → PbSO4(aq ) + 2NO3 – (aq )

B. Pb (N (NO3)2(aq ) + H2SO4(aq ) → PbSO4(s ) + 2HNO3(aq )

C. Pb2+(aq ) + SO42 (aq ) → PbSO4(s ) D. Pb 2+(aq ) + H2SO4(aq ) → PbSO4(s ) + 2H+(aq )

E.

Pb (N (NO3)2(aq ) + SO42– (aq ) → PbSO4(s ) + 2NO3 – (aq )

Pembahasan Pb(NO3)2(aq ) + H2SO4(aq )

→ PbSO (s )+ 2HNO (aq ) 4

3

Reaksi ionnya adalah Pb2+(aq ) + 2NO3 – (aq ) + 2H+(aq )

+SO +SO42– (aq ) → PbSO PbSO4(s ) + 2H+(aq ) + – 2NO3 (aq ) atau Pb 2+(aq ) + SO42– (aq ) PbSO4(s ) Jadi, j awabannya (C).

→

UMPTN 2001

Contoh 7.2 Meramalkan Reaksi Pembentukan Endapan Tuliskan uliskan persamaan molekuler molekuler dan persamaan ion bersih bersih dari reaksi berikut. → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 Al2(SO 4)3 + 6NaOH NaOH ⎯⎯ Jawab: Menurut data empirik diketahui aluminium sulfat larut, sedangkan aluminium hidroksida tidak larut larut.. Oleh karena karen a itu, reaksi pengendapan akan t erjadi. → 2Al(OH) 3( s) + 3Na2SO4( aq) Al2(SO 4)3( aq) + 6NaOH( 6NaOH(aq) ⎯⎯ Untuk Unt uk memperoleh persamaan ion bersih, tulis t uliskan kan zat yang larut sebagai sebagai ion-ion dan ion-ion ion-ion spektat spektator or diabaikan. 2Al3+ ( a ) + 3SO 42–( aq) + 6Na+ ( aq) + 6O H –(aq) → 2Al(OH)3( s) + 6Na+ ( aq) + 3SO42–( aq) Jadi, persamaan ion bersihnya bersihn ya sebagai berikut. berikut . 3+ – → Al(OH)3( s) Al ( aq) + 3OH (aq) ⎯⎯

b. Reaks eaksii Pembe Pembentukan ntukan Gas Gas Reaksi kimia dalam larutan, selain dapat membentuk endapan juga ada yang menghasilkan gas. Misalnya, reaksi antara natrium dan asam klorida membentuk gas hidrogen. Persamaan reaksinya: → 2NaCl(aq) + H 2( g) Na( s) + 2HCl 2HCl((aq) ⎯⎯ Beberapa reaksi yang menghasilkan gas disajikan pada tabel berikut.

Sumber: Chemistry (McMurry), 2001

Gambar 7.1 MgCl 2 akan mengendap jika Mg(NO3)2 direaksikan dengan HCl.

Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa

163

Tabel 7.1

Beberapa Contoh Cont oh Reaksi yang Meng Menghasilkan hasilkan Gas

Jen is Gas

Kat Kat a Kun Kunci ci •

Reaks eaksii penetra penetrala lan n asa asam basa (penggaraman)

C on t oh Reaksi

CO 2

Na 2CO 3( aq) + 2HCl 2HCl(( aq) → 2NaCl( aq) + H 2O( ) + CO 2(g)

H 2S

Na 2S(aq) + 2HCl 2HCl(( aq) → 2NaCl( aq) + H 2S(g)

SO2

Na 2SO 3( aq) + 2HCl 2HCl(( aq) → 2NaCl( aq) + H 2O( ) + SO 2( g)

Contoh 7.3 Reaksi Kimia yang Menghasilkan Gas Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida. Jawab: Reaksi metatesisnya sebagai berikut. → ZnCl2(aq) + H 2S(g) ZnS( s) + 2HCl 2HCl(( aq) ⎯⎯ Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl 2 larut. Dengan demikian, persamaan ionnya sebagai sebagai berikut. berikut. → Zn 2+ (aq) + H 2S(g) ZnS( s) + 2H + ( aq) ⎯⎯

Untuk mengetahui reaksi kimia yang terjadi dalam larutan, Anda dapat melakukan kegiatan berikut.

Aktivi Akt ivitt as Kimia imi a 7.1 7.1 Reaksi eaksi Kimia dalam Larut an Tujuan Mengamati perubahan reaksi dalam larutan. Alat 1. Tabung rea reaksi ksi 2. Pipet ipet tete tetes s Bahan 1. Larutan rutan CuS CuSO4 0,1 M 2. Larut an NaOH 0,1 M 3. Laruta rutan n NH3 0,5 M 4. Larut an HCl 0,5 M

Sumber: Introductory Intr oductory Chemistry,1997 mistry, 1997

Gambar 7.2 Reaksi Mg dengan asam sulfat merupakan reaksi kimia yang menghasilkan gas. gas.

5. 6. 7. 8.

Serbuk Na2CO3 Met anol H2SO4 pekat KMnO 4

Langkah Langkah Kerja Kerj a 1. Mas Masukkan ukkan larutan CuSO uSO4 0,1 M ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan NaOH 0,1 M. Amati perubahan yang terjadi. 2. Mas Masukka ukkan larutan larutan NH NH3 0,1 M tetes demi tetes ke dalam larutan yang berisi larutan CuSO4 0,1 M. Amati perubahan yang terjadi. 3. Mas Masukka ukkan serbu serbuk kN Na a2CO3 ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan HCl 0,5 M. Amati perubahan yang terjadi. 4. Mas Masukka ukkan n H2SO4 pekat dengan cara mengalirkan tetesannya melalui dinding tabung reaksi yang berisi metanol secara hati-hati sampai terbentuk dua lapisan (jangan dikocok), kemudian tambahkan beberapa butir KMnO 4. Amat Amat i perubahan yang terjadi. Pertanyaan 1. Tuliskan persama persamaan an reaks reaksii yang terjadi dalam d alam bentuk molekuler dan persamaa persamaan n ion bersihnya. bersihnya. 2. Apakah Apakah yang yang dapat Anda simpu simpulkan lkan dari percobaan percobaan tersebut. tersebut. Diskus Diskusikan ikan dengan teman-teman Anda?

2. Rea eaksi ksi Pene Penett ralan As Asam Bas Basa a Apa yang terjadi jika asam direaksikan dengan basa? Untuk mengetahui hal ini, lakukanlah percobaan berikut.

164


Aktivi Akt ivitt as Kimia imi a 7.2 7.2 Reaksi Penetr Penet r alan Asam Basa Tujuan Mengamati reaksi penetralan asam basa.

Sekilas Kimia

Alat 1. Indika Indikator tor univers universa al 2. Gelas las kimia kimia Bahan 1. 25 mL HCl 0,1 0,1 M 2. 25 mL NaO NaOH 0,1 0,1 M

Serat sebagai sebagai Supl Supl emen Diet

Langkah Langkah Kerja Kerj a 1. Tentukan pH 25 mL HC HCl 0,1 M yang yang di simpan dalam dalam gelas kimia 1 dengan menggunakan indikator universal. 2. Tentukan pH 25 mL NaO NaOH H 0, 0,1 1 M yang yang dis di simpan imp an dalam dalam gelas kimia 2 dengan dengan menggunakan indikator universal. 3. Campurkan ampurkan kedua larutan tersebut dan kocok. kocok. U Ukurlah kurlah kembali kembali pH p H la larut rut an yang telah dicampurkan. Pertanyaan 1. Tulis uli skan persama persamaan an reaks reaksii yang terjadi terj adi dalam bentuk molekuler dan persamaa persamaan n ion bersihnya. bersihnya. 2. Berapak erapakah ah pH larutan larutan masing-mas masing-masing ing larutan? larutan? 3. Apaka Apakah h pH campura campuran n mendeka mendekati ti nilai ni lai 7 (pH (pH netral)? netral)?

Di dalam air, air, asam kuat t erurai membentuk ion H + dan ion sisa asam. Keberadaan ion H + dalam larutan asam ditunjukkan oleh nilai pH yang rendah (pH = –log –log [H + ] < 7). Dalam larutan basa akan terbentuk ion OH – dan ion sisa basa. Keberadaan ion OH – dalam larutan basa ditunjukkan oleh nilai pH yang tingg tinggi (pH = 14 – pOH pOH > 7). Jika larutan asam dan basa dicampurkan akan terjadi reaksi penetralan ion H + dan OH –. Bukti terjadinya reaksi penetralan ini ditunjukkan oleh nilai H mendekati 7 (pH ≈ 7). Nilai pH ≈ 7 menunjukkan tidak ada lagi ion H + dari asam dan ion OH – dari basa selain ion H + dan OH – hasil ionisasi air. Dengan demikian, pada dasarnya reaksi asam basa adalah reaksi penetralan ion H + dan O H –. Persamaan reaksi molekulernya:

→ NaCl( aq) + H 2O( ) HCl( aq) + NaOH( NaOH(aq) ⎯⎯

Anda tentu pernah mengonsumsi tahu atau tempe bukan? Namun, tahukah Anda baru-baru ini hasil penelitian menunjukkan bahwa air sisa pembuatan tahu dan tempe mengandung bakteri asam asetat yang dapat menghasilkan serat. Serat merupakan komponen yang sangat baik bagi kesehatan terutama dalam saluran pencernaan dan proses metabolisme. Kelebihan serat dari bakteri ini adalah memiliki sifat fisika dan kimia yang relatif tetap dan dapat diproduksi dalam jumlah besar tanpa bergantung pada musim. Selain itu, biaya produksinya rendah. Proses pembuatan serat menggunakan media yang bersif bersifat at a as sam . Sumber umb er karbon yang berlebih dan keasaman media memungkinkan bakteri membentuk lapisan Nata de Soya (suplemen (suplemen diet). di et). Akan Akan tetapi, t etapi, pada pasca panen serat ini memerlukan perlakuan basa untuk meningkatkan meningkatkan kekerasannya setelah dilakukan perendaman. Sumber:www. Sumber: www. iptek.net.id

Persamaan reaksi ionnya:

→ Na + ( aq)+ Cl( H + ( aq) + Cl–( aq) + Na+ (aq)+ O H–( aq) ⎯⎯ Cl(aq)+ H 2O(  ) Persamaan ion bersihnya:

→ H 2O ( ) H + ( aq) + O H –( aq) ⎯⎯ Reaksi asam basa disebut juga reaksi penggaraman sebab dalam reaksi asam basa basa selalu dihasilkan dihasilkan garam. Pada reaksi HCl HC l dan NaO H dihasilkan dihasilkan garam dapur (NaCl). Beberapa contoh reaksi penetralan asam basa atau reaksi pembentukan garam sebagai berikut. → MgSO 4( aq) + 2H 2O( ) a. H 2SO 4( aq) + Mg(OH) 2( aq) ⎯⎯ → Ca(NO 3) 2( aq) + H 2O( ) b. H N O 3( aq) + Ca(OH Ca(OH)) 2( aq) ⎯⎯ → NH 4Cl( aq) + H 2O( ) c . H C l(aq) + N H 4O H( aq) ⎯⎯


165

Kegiatan Inkuiri Mengapa semua reaksi penetralan atau reaksi penggaraman tidak selalu menghasilkan menghasilkan nilai pH = 7? Jelaskan. Jelaskan.

3. Perhit ungan ungan Kua Kuantit atif ti f Reaksi ksi da dalam lam La Larutan Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan adalah apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut. 1. Tulis uliska kan n persam persamaan aan reaks reaksii setara setara.. 2. Ubah Ubah bes besaran yang yang diketahui diketahui ke satuan satuan mol mol.. 3. Gunakan Gunakan perbanding perbandingan an koefis koefisie ien n dari pers persama amaan an kimia kimia setara setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol. 4. Ubah Ubah satuan satuan mol ke dalam dalam besaran besaran yang yang ditany ditanyakan. akan.

Contoh 7.4 Menentu kan olume Pereaksi Berapa mililiter mililiter NaOH N aOH 0,25 M harus ditambahkan agar bereaksi bereaksi sempurna sempurna den gan 25 mL H 2SO4 0,1 M. Jawab: Tahap 1: 1 : Tuliskan Tuliskan persamaan kimia. → Na 2SO4(aq) + 2H 2O( ) H 2SO 4( aq) + 2NaOH( 2NaOH(aq) ⎯⎯ Tahap 2: 2 : Ubah besaran yang diketah diketahui ui ke dalam sat satuan uan mol. 0,1mol × 25 mL H 2SO4 = 2,5 × 10–3 mol H 2SO4 1.000 1.000 mL Tahap 3:T 3:Tent entukan ukan rasio stoikiometri stoikiometri (RS) reaksi unt untuk uk menentukan menen tukan jumlah mol yang yang dicari. 2molNaOH Sumber: Chemistry (McMurry), 2001

Gambar 7.3 pH meter d apa apatt digunakan secara langsung pada saat melakukan t it rasi rasi asam asam basa. basa.

1 mo mol H 2SO 4 × 2,5 × 10–3 mol H SO = 5 × 10–3 mol NaO H 2 4 Tahap 4: 4 : Ubah satua n mol ke dalam satuan yang ditanyakan. ditanyakan. −3

5× 10 mol Na N aO H olume olume NaOH =

× 1.000 1.000 mL mL larutan larutan = 20 mL mL 0,25mo 0,25moll NaOH Jadi, Jadi, volume NaO H 0,25 M yang harus ditambahkan adalah 20 mL.

Contoh 7.5 Menentu kan Berat Hasil Reaksi Jika 25 mL larutan larut an BaCl 2 0,1 M direaksikan dengan 25 mL larutan Na 2SO 4 0,25 M, berapakah massa BaSO BaSO 4 yang diendapkan? diendapkan ? Jawab: Tahap 1: 1: Tuliskan Tuliskan persamaan kimia.

→ BaSO 4( s) + 2NaCl BaCl2( aq) + Na2SO 4( aq) ⎯⎯ 2NaCl(( aq) Tahap aha p 2–3: 2–3 : Ubah konsentrasi masing-m masing-masing asing pereaksi pereaksi ke dalam satuan mol, tent ukan pereaksi pembatas, pembatas, ten tukan nilai RS, RS, dan hitung h itung jumlah mol BaSO BaSO 4.

166


Jumlah mol BaCl2: 25mL × 0,1 mol mol BaCl BaCl2 = 2,5 × 10–3 mol 1.000 1.000 mL Jumlah Jumlah mol Na N a2SO4: 25mL × 0,25 0,25 mol mol Na2SO4 = 6,25 ,25 × 10–3 mol 1.000 1.000 mL Jumlah mol pereaksi paling paling sedikit sedikit menjadi men jadi pereaksi pembatas. Dalam reaksi rea ksi ini ini adalah BaCl2. Oleh karena kar ena itu, itu , jumlah mol BaSO BaSO 4 ditentukan oleh BaCl BaCl2. Jumlah mol BaSO 4 = RS × mol mol BaCl BaCl2 1 mol BaSO 4

× 2,5 × 10–3 mol BaCl 2 = 2,5 × 10–3 mol

1 molBaCl 2 Tahap 4: 4 : Hitung Hit ung massa BaSO BaSO 4 yang terbent uk Massa molar BaSO 4 = 233 g mol–1 Massa BaSO 4 = 233 g mol–1 × 2,5 × 10–3 mol mol = 0,58 0,58 g Jadi, massa BaSO 4 yang terbent uk adalah 0,58 g

4.

Mahir Menjawab Berapakah pH larutan yang diperoleh dengan mencampurkan 50 mL HNO3 0,2 M dan 50 mL KOH 0,4 M? A. 2 D. 10 B. 5 E. 13 C. 7 Pembahasan

Persamaan reaksi: HN HNO O3 + KOH → KNO3 + H2O mmol awal 10 20 mmol be bereaksi 10 10 10 10 mmol si sa 0 10 10 Zat Zat tersis tersisa a bas basa kuat kuat =

Perhitunga rhitungan pH Ca Campura mpuran n

Jika larutan asam atau basa dicampurkan dengan larutan asam atau basa yang sejenis atau berbeda jenis maka konsentrasi asam atau basa dalam larutan itu akan berubah. Perubahan konsentrasi ini tentu akan mengubah pH larutan hasil hasil pencampuran. pencampuran. Perhatik Perhatikan an contoh-contoh berikut. berikut.

10mmol 100mL

= 0,1 M (pOH = 1) maka pH basa kuat adalah pH = 14 14 – pOH = 14 – 1 = 13 Jadi, jawabannya (E). SPMB 2005

Contoh 7.6 Menghitung pH Cam puran Asam yang Sama Sebanyak Sebanyak 50 mL larutan H Cl 0,1 M dicampurkan dengan 100 mL larutan H Cl 0,5 M. Berapakah pH larutan laruta n sebelum dan sesudah sesudah dicampurkan ? Jawab: pH 50 mL larutan HCl 0,1 M = –log –log [H + ] = 1,0 pH 100 mL mL larutan larutan HCl H Cl 0,5 M = –log –log (0,5) (0,5) = 0,3 Setelah dicampurkan, volume campuran menjadi 150 mL. Jumlah mol HCl dalam campuran sebagai sebagai berikut. 50 mL × 0,1 mmol mL–1 HCl = 5 mmo mmoll 100mL× 0,5 mmol mL–1 HCl = 50 mmol mmol Konsentrasi molar HCl HC l dalam campuran = Jadi, pH pH campuran = –log –log [0,367 [0,367]] = 0,44

55mmol 150mL

= 0,36 0,367 7M

Pencampuran larutan asam dan basa akan membentuk reaksi penetralan. Jika jumlah mol asam dan basa dalam campuran itu sama, terjadilah penetralan sempurna sehingga pH larutan sama dengan 7. Tetapi, jika terdapat salah satu pereaksi berlebih, kelebihannya akan menentukan pH larutan hasil pencampuran.

Sekilas Kimia Reaksi eaksi Penetralan enetr alan di Lambun Lambung g Pernahkah Anda Anda sakit sakit maag? Maag terjadi karena kelebihan asam asam lambung l ambung (HCl) (HCl) sehingga lambung terasa sakit. Mengapa? Hal ini terjadi karena dinding lambung mengalami peradangan. Untuk menetralkan kelebihan asam lambung tersebut digunakan suatu basa yang dinamaka d inamakan n antasida sehingga rasa nyeri pada lambung akan berkurang. Contoh suatu antasida di antaranya adalah Al(OH) 3, Mg(OH)2, dan CaCO3. Sumber:Introduct Sumber: Introductory oryChemistry, Chemistry,1997 1997

Contoh 7.7 Menghitung pH Campur an Asam dan Basa Jika Jika 25 mL HCl HC l 0,5 M dicampurkan dicampurkan dengan 50 mL NaOH NaO H 0,1M, bagaimanakah pH hasil pencampuran?


167

Jawab: Untuk Unt uk mengetahui nilai pH campuran asam basa, perlu diten ditentukan tukan jumlah mol asam atau ata u basa yang yang berlebih berlebih setelah terjadi reaksi penetralan. penetralan . + – ⎯⎯ → H ( aq) + O H (aq) H 2O( ) Jumlah mol ion H + dalam HCl = 25 mL mL × 0,5 mmol mmol mL–1 = 12,5 12,5 mmol mmol – –1 Jumlah Jumlah mol ion O H dalam dalam NaOH = 50 mL mL × 0,1 mmol mmol mL = 5 mmo mmoll – + + Seluruh Seluruh ion OH O H dinetralkan oleh ion H sehingg sehin ggaa sisa ion H dalam larutan sebanyak 7,5 mmol. Karena Karena volume campuran 75 mL maka konsentrasi molar ion H + sisa: [H + ] =

7,5mmol

= 0,1 0,1 M 75mL Dengan demikian, demikian, pH pH campuran = –log (0,1) = 1.

Tes Kom Kompet pet ensi Subbab

A

Kerjakanlah Kerjakanlah dalam buku latihan. 1.

2.

3.

4.

Tulisk uliskan an persamaa persamaan n ion bers bersih ih dari dari pers persamaan amaan molekuler berikut. → CaSO 4(s) + H 2(g) a. Ca( s) + H2SO 4( aq) ⎯⎯ → NH 3(g) + H 2SO4(aq) b. N H 4HSO 4( aq) ⎯⎯ → 2Ag( s)+ c. Cu( s)+ 2Ag 2AgNO 3( aq) ⎯⎯ Cu(NO 3)2( aq) Tulisk uliskan an persa persamaan maan mol molek ekul ul dan dan persama persamaan an ion bersih dari reaksi berikut. → Fe(OH) 3 + NaCl a. FeCl3 + N aO aO H ⎯⎯ NaCl → BaSO 4 + NaNO b. Ba(NO 3) 2 + Na 2SO4 ⎯⎯ NaNO3 Apakah Apakah dalam dalam reak reaksi si berik berikut ut akan meng menghas hasil ilkan kan gas, endapan, enda pan, atau at au han ya sebagai sebagai ion-ionnya? → a. BaCl2( aq) + H 2SO 4( aq) ⎯⎯ → b. AgN O 3( aq) + NaCl NaCl( aq) ⎯⎯ → c. 2Na( s) + 2H 2O( ) ⎯⎯ → d. NaNO 3( aq) + HCl HCl( aq) ⎯⎯ Alum Alumiinium nium ber bereak eakssi deng dengan an H 2 SO 4 menurut persamaan reaksi berikut. → 2Al(SO 4)3 (aq) + 3H2(g) 2Al(s 2Al(s)) + 3H2SO4(aq) ⎯⎯

5.

6.

7. 8. 9. 10.

Jika 20 g aluminium dimasukkan ke dalam 25 mL larutan yang H 2SO 4 0,5 M, berapa gram Al 2(SO 4) 3 yang terbentuk? terbent uk? Seba Sebany nyak ak 50 50 mL mL HNO 3 65% ( ρ = 1,42 1,42 g mL–1) diencerkan menjadi 20% (ρ = 1,1 g mL–1). Hitunglah Hitunglah kemolaran HNO 3 pekat dan encer. encer. Sebany Sebanyak ak 385 385 mL mL larutan larutan C 12 H 22 O 11 1,5 M dicampurkan dengan dengan 615 mL larutan C 12H22O 11 1,25 M. Berapakah Berapakah kemolaran ke molaran larut an sukrosa yang yang terbentuk? Berapakah erapakah pH larutan larutan dari hasil hasil pencamp pencampuran uran 75 mL NaO H 0,5 M dan 125 mL Mg(O Mg(O H) 2 0,5 M? Jika 100 100 mL mL CH3COO H 0,5 M dicampurkan dicampurkan dengan 25 mL HCl 0,1 M, berapakah pH campuran? Berapakah erapakah pH larutan larutan hasil pencampuran pencampuran dari 100 mL HCl 0,5 M dan 50 mL Ca(OH) Ca(O H) 2 0,75M? Berapakah erapakah pH larutan larutan jika jika 10 g NaOH dilar dilarutkan utkan ke dalam 250 mL HCl 0,5M?

B. Titra it ras si Asa Asam Ba Basa Titrasi adalah suatu metode untuk menentukan konsentrasi zat di dalam larutan. Titrasi dilakukan dengan cara mereaksikan larutan tersebut dengan larutan yang sudah diketahui konsentrasinya. Reaksi dilakukan secara bertahap (tetes demi tetes) hingga tepat mencapai titik stoikiometri atau titik setara. Ada beberapa macam titrasi bergantung pada jenis reaksinya, seperti titrasi asam basa, titrasi permanganometri, titrasi argentometri, dan titrasi iodometri. Pada topik berikut akan diuraikan mengenai titrasi asam basa.

1. Indika Indikator tor Asa Asam Ba Basa Dalam titrasi asam basa, zat-zat yang bereaksi umumnya tidak berwarna sehingga Anda tidak tahu kapan titik stoikiometri tercapai. Misalnya, larutan HCl dan larutan NaOH, keduanya tidak berwarna dan setelah bereaksi, larutan NaCl yang terbentuk juga tidak berwarna.

168


Untuk menandai bahwa titik setara pada titrasi telah dicapai digunakan indikator atau penunjuk. Indikator ini harus berubah warna pada saat titik setara tercapai. Apakah indikator asam basa itu? Indikator asam basa adalah petunjuk tentang perubahan pH dari suatu larutan asam atau basa . Indikator bekerja berdasarkan perubahan warna indikator pada rentang pH tertentu. Anda tentu mengenal kertas lakmus, yaitu salah satu indikator asam basa. Lakmus Lakmus merah berubah warna menjadi biru jika jika dicelupkan ke dalam larutan basa. Lakmus biru berubah menjadi merah jika dicelupkan ke dalam larutan asam. Terdapat beberapa indikator yang memiliki trayek perubahan warna cukup akurat akibat pH larutan berubah, seperti indikator metil jingga, metil merah, fenolftalein , alizarin kuning, dan brom timol biru . Untuk mengetahui pada pH berapa suatu indikator berubah warna (trayek pH indikator), Anda dapat melakukan percobaan berikut.

Sumber: Sougou ougo u Kagashi

Gambar 7.4 Indikator universal universal di pakai pakai pada pengukuran pH air jeruk.

Aktivi Akt ivitt as Kimia imi a 7.3 7.3 Catatan

Perubahan Warna Warna Indi kator kat or Tujuan Mengamati pH suatu indikator berubah warna.

Kertas lakmus memiliki trayek pH kurang akurat dibandingkan indikator indi kator lain. Trayek Trayek pH dari kertas lakmus sekitar pH 5 - 9.

Alat Tabung reaksi Bahan 1. Indi kat or 2. Larut an an asam

3. Larut an basa 4. Larut an an net ral

Langkah Langkah Kerja Kerj a 1. Isilah Isilah 14 tabung reaks reaksii dengan larutan larutan pH = 1 sampai sampai pH = 14. 2. Tambahka ambahkan n 1 tetes indikator (seti (setiap ap kelompok kelompok kerja menggunakan menggunakan indikator yang berbeda). 3. Amati Amatilah lah perubahan perubahan warna warna pada pada larutan larutan dan catatlah catatlah pada pH berapa berapa indikator tersebut berubah warna. Pertanyaan 1. Pada pH berapaka berapakah h indika indi kator tor yang Anda Anda gunakan gunakan berubah berubah warna? 2. Mengapa Mengapa suatu suatu indika indi kator tor akan akan berubah berubah warna pada pada pH yang tertentu saja? saja?

Data hasil percobaan ditabulasikan ke dalam bentuk tabel seperti berikut. Tabel 7.2

Note

pH range of litmus paper is less accurate compare to other indicators. pH range of litmus li tmus paper is 5 – 9. 9.

1

⎯⎯ →

Air aki

2

⎯⎯ →

Jus lemon lemo n

3

⎯⎯ → Cuka

4

⎯⎯ →

Air soda

5

⎯⎯ →

Air hujan

6

⎯⎯ → Susu

7

⎯⎯ →

Larutan NaCl

8

⎯⎯ →

Pasta asta gigi gig i

9

⎯⎯ →

Air laut

10

⎯⎯ →

Air kapur

11

⎯⎯ →

Pemutih kain

Warna pH H asil Percobaan Percobaan dengan den gan Beberapa Beberapa Indikator

Indikator Brom fenol biru Brom timol biru Fenolftalein Alizarin Alizarin kuning kun ing

arna pada pH Rendah Kuning Kuning Takberwarna Kuning

Trayek pH 4 – 5,5 6–8 8,5 – 10 10 – 12

arna pada pH Tinggi Tinggi Biru Biru Merah jambu Merah

Sumber: Sumber:General Chemist Chemistry ry , 1990

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.

Trayek pH beberapa larutan.


169

O

_

OH

O C

HO O

OH

_

O _ C O

Bentuk basa (In – ), merah jambu

Bentuk entu k asam asam (HIn), tid ak berwarna

Untuk mengetahui bagaimana indikator bekerja, perhatikan reaksi kesetimbangan berikut yang menyatakan indikator HIn sebagai asam lemah dengan K a = 1,0 × 10–8. HIn(aq)

   

H + ( aq) + In–( aq)

Tiadak berwarna berwarn a Sumber:www.agri.gov Sumber: www.agri.gov

Gambar 7.5

K a =

Bunga sepatu dapat dijadikan sebagai indikator asam basa.

Merah jambu jamb u

⎡⎣H + ⎤⎦ ⎡⎣ ln − ⎤⎦

[H ln ]

atau

K a

⎡⎣ln − ⎤⎦ =

⎡⎣ H + ⎤⎦ [H ln ]

Jika ke dalam dalam larutan ditetesi indikator indikator pada pH = 3 atau [H + ]= 1,0 1,0 × 10–3 M, dihasilkan perbandingan: K a

=

1, 0 ×10 −8

⎡⎣ H ⎤⎦ 1, 0 ×10 +

Buret

−3

= 10 –5=

⎡⎣ln − ⎤⎦ =

1

ln ] 100.000 [H ln

Perbandingan tersebut menunjukkan bahwa struktur yang lebih dominan adalah bentuk HIn (tidak berwarna). Jika ion OH – (basa) ditambahkan ke dalam larutan, [H + ] berkurang dan posisi kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan In –. Ini berarti mengubah HIn menjadi In –. Jika ion OH – ditambahkan terus, bentuk In – dominan dan larutan berwarna merah jambu.

2. Titr asi Asa Asam Ba Basa Titran NaOH (aq )

Titrat HCl (aq )

Gambar 7.6 Set alat untuk titrasi asam basa

170

Dalam melakukan titrasi, larutan yang dititrasi, disebut titrat dimasukkan dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer (biasanya (biasanya larut an asam), sedangkan larutan pentitrasi, disebut titran (biasanya larutan basa) dimasukkan ke dalam buret. Titran dituangkan dari buret tetes demi tetes ke dalam larutan titrat sampai titik stoikiometri tercapai (lihat Gambar 7.6). 7.6 ). Oleh karena kemampuan mata kita terbatas dalam mengamati warna larutan maka penggunaan indikator dalam titrasi asam basa selalu mengandung risiko kesalahan. Jika indikator PP digunakan pada titrasi HCl–NaOH maka pada pada saat saat titik t itik setara setara tercapai (pH = 7) indikator indikator PP belum berubah warna warna dan akan berubah warna warna ketika pH 8. Jadi, ada kesalahan titrasi yang tidak dapat dihindari sehingga pada waktu Anda menghentikan titrasi (titik akhir titrasi) ditandai dengan warna larutan agak merah jambu, adapun titik setara sudah dilampaui. Dengan kata lain, titik akhir titrasi tidak sama dengan titik stoikiometri. Jika dalam titrasi HCl–NaOH menggunakan indikator brom timol biru (BTB), dimana trayek pH indikator ini adalah 6 (kuning) dan 8 (biru) maka pada saat titik setara setara tercapai (pH = 7) warna warna larutan campuran menjadi hijau. Kekurangan yang utama dari indikator BTB adalah mengamati mengamati warna hijau tepat pada pH = 7 sangat sangat sukar sukar,, mungkin mungkin lebih atau kurang dari 7.


Alat yang diperlukan untuk titrasi, di antaranya buret, labu erlenmeyer, statif, dan pipet volume. Lakukanlah kegiatan berikut.

Kat Kat a Kun Kunci ci • • •

Aktivi Akt ivitt as Kimia imi a 7.4 7.4 Titrasi Tit rasi Asam Basa Basa Tujuan Menentukan konsentrasi asam (HCl) dengan cara titrasi asam basa.

•

Titras itrasi as asam bas basa Indik Indika ator as asam bas basa Titik ekuiva uivale len/ti n/titik tik stoikiometri Titik itik a ak khir hir titra titrasi

Alat 1. Buret ret 2. Stati tatiff 3. Erlenme rlenmeye yerr 4. Pipe ipet vo volu lume me Bahan 1. Larutan rutan HC HCl 2. Larutan Na NaOH 0, 0,1 M 3. Indika Indikator tor fenofta fenoftale lein in Langkah Langkah Kerja Kerj a 1. Masukkan Masukkan larut larut an N NaO aOH H 0,1 M ke dalam buret sampai sampai volumenya volum enya terukur. 2. Pipet 10 mL larutan larutan HCl, HCl, kemudian kemudian masukka masukkan n ke d alam alam labu erlenmeyer. erlenmeyer. Tambahkan ambahkan 2 tetes tet es indikator f enolftalein. 3. Lakukan Lakukan tiras tir asii dengan cara cara memasukka memasukkan n larutan larut an NaO NaOH H dari buret bur et ke dalam dalam labu erlenmeyer setetes demi setetes. 4. Henti Hentika kan n titr ti tras asii ketika campuran campuran dalam dalam labu erlenmeyer erlenmeyer aka akan n berubah warna warna (hampir merah muda). 5. Lakuka Lakukan n percobaan percobaan t iga kali kali (t ripl o). Hit Hit ung rata-rata volume NaO NaOH H ya yang ng diperlukan untuk menetralkan larutan HCl. Pertanyaan 1. Mengapa Mengapa titr ti tras asii harus dihentikan dihent ikan ketika campuran campuran berubah berubah warna? warna? 2. Jika volume NaO NaOH yang yang diperlukan di perlukan 10 mL, mL, berapaka berapakah h konsent konsentras rasii HC HCll yang diti di titr tras asi? i? 3. Diskus Diskusikan ikan has hasil penga p engamatan matan percobaa percobaan n ini dengan dengan tema t eman-teman n-teman Anda. Anda.

Titrasi asam basa pada dasarnya adalah reaksi penetralan asam oleh basa atau sebaliknya. Persamaan ion bersihnya:

→ H 2O( ) H + ( aq) + O H–( aq) ⎯⎯

Sumber:Dokumentasi Sumber: Dokumentasi Penerbit

Gambar 7.7 +

Ketika campuran berubah warna, itu menunjukkan ion H dalam larutan HCl telah dinetralkan seluruhnya oleh ion OH – dari NaOH. Jika larutan NaOH ditambahkan terus, dalam campuran akan kelebihan ion OH – (ditunjukkan oleh warna larutan merah jambu). Berikut akan dibahas cara perhitungan titrasi asam kuat oleh basa kuat, misalnya 50 mL larutan HCl 0,1 M oleh NaOH 0,1 M. Kemudian, menghitung pH larutan pada titik-titik tertentu selama titrasi.

Cara melakukan titrasi (tangan kanan menggoyangkan labu, tangan kiri memegang kran buret).

a. Sebelum Na NaO OH Ditambahkan Ditambahkan HCl adalah asam kuat dan di dalam air terionisasi sempurna sehingga larutan mengandung spesi utama: H + , Cl–, dan H 2O. Nilai pH ditentukan oleh jumlah H + dari HCl. Karena konsentrasi awal HCl 0,1 M, larutan HCl tersebut mengandung 0,1 M H + dengan dengan nilai nilai pH pH = 1 (Gambar (Gambar 7.8). 7.8 ).

b. Pena enambaha mbahan n 10 mL Na NaO OH 0,1 0,1 M Dengan penambahan NaOH, berarti menetralkan ion H + oleh ion OH – sehingga konsentrasi ion H + berkurang. Dalam campuran campuran reaksi, reaksi, sebany sebanyak ak (10 mL × 0,1 M = 1 mmol) mmol) OH – yang ditambahkan bereaksi dengan 1 mmol H + membentuk H 2O.

Catatan

Note

Titik akhir titrasi terjadi ketika indikator berubah warna.

The end point of titration occurs when the indicator changes color.


171

Tabel 7.3 Pengaruh Penambahan Penambahan OH – terhadap Konsentrasi H + Kon sen t rasi ( M) Sebelum reaksi Setelah reaksi

Pen ambahan O H – ( aq)

H ( aq) 50 mL mL × 0,1 0,1 M = 5 mmol mmol (5 – 1) mmol mmol = 4 mmol mmol

10 mL mL × 0,1 M = 1 mmol mmol (1 – 1) 1) mmol mmol = 0

Setelah terjadi reaksi, larutan mengandung: H + , Cl–, Na+ , dan H 2O. Nilai pH ditentukan oleh [H + ] sisa: +

[H + ] = Gambar 7.8 Sebelum NaOH NaOH di tamb ahkan, dalam larutan hanya ada ion H+ dan Cl – .

mmol H sisa volum olumel elar aruta utan n

=

4 mm mmol (50+ (50+ 10) 10)

= 0,07 0,07 M

pH = –log –log (0,07) (0,07) = 1,18. 1,18.

c.

Pena enambaha mbahan n 10 mL Na NaO OH 0,1 0,1 M Berikutnya Berikutnya

Pada penambahan 10 mL NaOH 0,1 M berikutnya akan terjadi perubahan konsentrasi pada H + ( Gambar 7.9). 7.9 ). Perhatikan tabel berikut. Tabel 7.4 Pengaruh Penambahan OH O H – Berikutnya terhadap Konsentrasi H + H ( aq)

Penambah an O H – ( aq)

4 mmol (sisa sebelumnya) (4 – 1) mmol mmol = 3 mmol mmol

10 mL mL × 0,1 M = 1 mmol mmol (1 – 1) 1) mmol mmol = 0

Kon sen t rasi ( M) Sebelum reaksi Setelah reaksi

Setelah terjadi reaksi, nilai pH ditentukan oleh [H + ] sisa: [H + ] = Gambar 7.9 Penambahan NaOH belum dapat menetralkan semua ion ion H+ dalam larutan HCl.

3mmol (60+ 10)mL 10)mL

= 0,04 0,04 M

pH = –log –log (0,04) (0,04) = 1,37. 1,37.

d. Pena enambaha mbahan n NaO NaOH 0,1 0,1 M Sampa Sampaii 50 mL Pada titik ini, ini, jumlah jumlah NaOH Na OH yang ditambahkan adalah 50 mL × 0,1 M = 5 mmol mmol dan dan jumlah jumlah HCl tot al adalah adalah 50 mL × 0,1 M = 5 mmol. mmol. + – Jadi, pada titik ini ion H tepat dinetralkan oleh ion OH . Titik dimana terjadi netralisasi secara tepat dinamakan titik stoikiometri atau titik titik ekui alen alen. Pada titik ini, spesi utama yang terdapat dalam larutan adalah Na + , Cl–, dan H 2O. Karena Na+ dan Cl– tidak memiliki sifat asam atau basa, larutan bersifat netral atau memiliki nilai pH = 7 (Gambar 7.10). 7.10).

e. Pena enambahan mbahan NaO NaOH H0 0,1 ,1 M Berlebih Berlebih (sampai (sampai 75 mL) Gamb Ga mbar ar 7.10 Semua ion H+ dapat di netralkan netralkan oleh ion OH – (titik ekuivalen).

Penambahan NaOH 0,1 M berlebih menyebabkan pH pada larutan menjadi basa karena lebih banyak konsentrasi OH – dibandingkan H + . Perhatikan tabel berikut. Tabel 7.5 Pengaruh Pengaruh Penambahan O H – Berlebih terhadap Konsentrasi Larutan Kon sen t rasi ( M) Sebelum reaksi Setelah reaksi

H ( aq) 5 mmol (jumlah awal a wal)) 0

Pen ambahan O H – ( aq) 75 mL mL × 0,1 M = 7,5 mmol mmol (7,5 – 5) mmol = 2,5 mmol mmol

Setelah bereaksi, ion OH – yang ditambahkan berlebih berlebih sehingga sehingga dapat menentukan pH larutan.

172


–

[OH [O H ] =

mmol OH O H − berlebih volume larut an

=

2,5 mm mmol (50+ 75) mL mL

= 0,02 0,02 M

pOH = –log –log (0,02 (0,02)) = 1,7 1,7 pH laru larutan tan = 14 – pOH pOH = 12,3 12,3 N aO H ( mL) 0 10 20 30 40 45 48 50 52 55 60 70 80 90 100

pH 1,00 1,18 1,37 1,60 1,95 2,28 3,70 7,00 10,29 11,68 11,96 12,22 12,36 12,46 12,52

pH

Gambar 7.11 7 .11

14

Penambahan NaOH setelah titik setara setara mengubah m engubah pH sangat drastis. Titik Ekuivalen 7

Gambar 7.12 7 .12 0 25

50

75

NaOH (mL)

Hasil perhitungan selanjutnya disusun ke dalam bentuk kurva yang menyatakan menyatakan penambahan penambahan konsentrasi konsentrasi NaOH terhadap pH larutan seperti seperti ditunjukkan pada Gambar 7. 7 .12 . Pada mulanya perubahan pH sangat lamban, tetapi ketika mendekati titik ekuivalen perubahannya drastis. Gejala ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Pada awal titrasi, terdapat sejumlah besar H + dalam larutan. Pada penambahan sedikit ion OH –, pH berubah sedikit, tetapi mendekati titik ekuivalen, konsentrasi H + relatif sedikit sehingga penambahan sejumlah kecil OH – dapat mengubah pH yang sangat besar. Kurva pH titrasi asam-basa memiliki ciri: (1) Bentuk kurva selalu selalu berupa sigmoid (2) Pada titik tit ik setara, pH sama sama dengan dengan 7. (3) Ketika mendekati titik ekuivalen, ekuivalen, bentuk kurva tajam. Titik akhir titrasi dapat sama atau berbeda dengan titik ekuivalen bergantung pada indikator yang digunakan. Jika indikator yang dipakai memiliki trayek pH 6–8 (indikator BTB), mungkin titik akhir titrasi sama dengan titik ekuivalen. Titik akhir titrasi adalah saat titrasi dihentikan ketika campuran tepat berubah warna. Pada umumnya, pH pada titik akhir titrasi lebih besar dari pH titik ekuivalen sebab pada saat titik ekuivalen tercapai, larutan belum berubah warna apabila indikator yang digunakan adalah fenolftalein.

Kegiatan Inkuiri Dapatkah titrasi dilakukan dilakukan secara terbalik: HCl dalam buret, NaO H dalam labu erlenmeyer? Jika Jika dapat, dapat , gambarkan kurva t itrasinya secara kasar. kasar.

Tabel dan kurva penambahan p enambahan konsentrasi NaOH terhadap pH larutan.

Sekilas Kimia Johannes Nicolas Bronsted (1879–1947)

Sumber: dbhs.wvusd.k12.ca.us

Johannes Nicolas Bronsted adalah anak dari seorang insinyur teknik sipil. Bronsted meraih sarjana di bidang Teknik Kimia pada 1899 dan Doktor Kimia imi a dari Copenhagen University pada 1908. Pada 1923, Bronsted mengemukakan teori asam basa berdasarkan transfer proton (ion H + ).


173

Contoh 7.6 Menghitung pH T itrasi Asam Basa Sebanyak Sebanyak 25 mL larutan H Cl 0,1 M dititrasi dititrasi dengan dengan NaOH N aOH 0,1 M. Hitung pH larutan: a. sebel ebelum um penam enamb bahan ahan NaOH NaOH b. setela etelah h pen penam amb bahan ahan NaOH NaOH 25 mL Jawab: a. Nila Nilaii pH dite ditentuk ntukan an ol oleh jum jumllah H + dari HCl. Konsentrasi Konsentrasi awal awal HCl= 0,1 M + maka larutan akan mengandung 0,1 M H . [H + ] = 0,1 0,1 M dan dan pH = 1. b. Jumla umlah h NaOH yang yang ditam ditamba bahka hkan n adala adalah h 25 mL mL × 0,1 M = 2,5 mmol. mmol. Jumlah Jumlah asam klorida mula-mula adalah 25 mL mL × 0,1 M = 2,5 mmol. mmol. Ion OH – yang ditambahkan bereaksi tepat den gan H + , saat [H + ] = [ OH OH –]. Pada titik ini dinamakan titik t itik ekuivalen ekuivalen titrasi. tit rasi. Pada titik tit ik ekuivalen, ekuivalen, konsentrasi konsent rasi H + yang terdapat dalam da lam larutan hanya ha nya berasal berasal dari ionisasi ionisasi air. air. Jadi, pH = 7.

Tes Kom Kompet pet ensi Subbab

B

Kerjakanlah Kerjakanlah dalam buku latihan. 1. 2. 3.

Pada Pada trayek trayek pH pH berapak berapakah ah indik indikator ator beri berikut kut berub berubah ah warna: metil met il jingga, jingga, fenolftalein, fenolftalein, dan brom timol biru? Meng Mengapa apa titras titrasii harus harus dihentik dihentikan an ketika ketika camp campuran uran berubah warna? Seorang Seorang sisw siswaa melakuk melakukan an titrasi titrasi 25 25 mL HCl 0,25 0,25 M dengan dengan larutan NaO H 0,1 M. a. Berapak erapakah ah vol volume ume NaOH yang yang dipe diperl rluka ukan n untuk mencapai titik ekuival ekuivalen? en?

b.

c.

Berap erapaka akah h pH cam campu puran ran pada pada saat laru larutan tan NaO H ditambahkan dit ambahkan sebanyak 0 mL, 10 10 mL, mL, 25 mL, 30 mL, dan 50 mL? Jika ika bromti bromtimol mol biru biru (BTB) (BTB) dip dipakai akai sebag sebagai ai indikator dalam titrasi, bagaimanakah perubahan warna dari asam ke basa dan warna pada saat titik ekuivalen? ekuivalen?

Rangkuman 1. Stoikiom Stoikiometri etri larutan melib melibatkan atkan konsep mol dalam menentukan menent ukan konsentrasi zat-zat zat-zat di dalam larutan. 2. Reaksi Reaksi asam asam dan basa basa merupakan merupakan reaksi reaksi penetralan + – ion H oleh oleh O H . Reaksi asam basa juga juga dinamakan dina makan reaksi penggaraman penggaraman.. 3. Indikator Indikator asam basa basa adalah adalah asam-as asam-asam am lemah lemah organik organik yang dapat berubah berubah warna pada rentan g pH pH t ertentu. ertent u.

174


4. Rentang pH pada saat saat indikator indikator berub berubah ah warna warna dinamakan t rayek rayek pH indikator. indikator. 5. Titrasi Titrasi asam asam basa basa adala adalah h suatu teknik teknik untuk menentukan menentukan konsentrasi asam atau basa dengan cara titrasi titra si.. 6. Titik setara setara atau titik stoiki stoikiometri ometri adalah titik pada saat saat titrasi, asam asam dan basa tepat t ernetralkan. Titik akhir titrasi dapat sama atau berbeda dengan titik setara.

Peta Konsep Pembentukan endapan Pembentukan gas Reaksi Kimia

ciricirinya

Perubahan pH

diukur dengan

Perubahan warna

• • •

Kertas lakmus Indi ndikator tor univ niversal pH meter Indikator asam basa

terjadi pada

misalnya

asam basa

misalnya

Titrasi HCl oleh oleh NaOH NaO H

menggunakan indikator

• • • • •

Metil merah Met il jingga fenolftalein Alizarin kun in ing Bromtim timol biru

Refleksi Pada bab ini, in i, Anda t elah memahami reaksi-r reaksi-rea eaksi ksi dalam larutan larut an dan dapat memp memperkirakan erkirakan hasil hasil reaksi reaksi yang t erjadi melalui pengamat pengamat an seca secara ra teorit is. Anda Anda juga telah mengetahui perhitungan perhit ungan kimia kimi a suatu suatu reaksi reaksi dalam dalam larutan larut an dengan menggunakan konsep konsep mol, mol , konsent konsentras rasi,i, dan volume volume larutan. larut an. Dengan Dengan merancang merancang d dan an melakukan melakukan

percobaan percobaan t itras it rasii asam asam basa, basa, Anda Anda dapat menghit ung konsentras konsent rasii asam asam atau at au basa basa melalui reaksi reaksi penetr p enetralan. alan. Kemudian, mengkomuni mengko munikas kasikan ikan hasil percobaa p ercobaan n Anda And a dalam bentuk laporan. Menurut Anda, apa manfaat manfaat lainnya dari mempelajari memp elajari stoikiomet stoiki ometri ri larutan larut an dan dan titr ti tras asii asam asam basa basaini? ini ?


175

Evaluas valu asii Kompetens Kompet ensii Ba Bab b7 A.

Pilihl Pilihlah ah salah salah satu jawa jawaban ban yang yang pal paling ing tepat.

1.

Larutan arutan HCl direa direaks ksik ikan an deng dengan an laru larutan tan NaOH memmembentuk bent uk garam dan air. air. Persamaan Persamaan ionnya ionn ya adalah .... → NaCl A. H Cl + NaO H ⎯⎯ NaCl + H2O → H3O + + Cl– B. HCl + H 2O ⎯⎯ → H 2O C. H + + OH – ⎯⎯ – + ⎯ ⎯ → D. Cl + Na NaCl → Na(H 2O )+ E. NaO H + H 2O ⎯⎯ )+ O H–

2.

Persamaa ersamaan n reaksi reaksi beri berikut kut merupa merupaka kan n persamaa persamaan n ion bersih, kecuali → CaSO4(s) + H2(g) A. Ca(s) + H 2SO4(aq) ⎯⎯ + → H3O + (aq) B. H ( aq) + H 2O( ) ⎯⎯ + – → H 2O( ) C. H ( aq) + O H ( aq) ⎯⎯ – + → NaCl( aq) D. Cl ( aq) + Na (aq) ⎯⎯ → NH4+ (aq) + OH–(aq) E. NH3(aq) + H2O() ⎯⎯

3.

4.

5.

Di antara pers persamaa amaan n reaks reaksii berik berikut ut yang yang akan membentuk membentuk endapan adalah .... → A. Ca( s) + HCl( HCl( aq) ⎯⎯ → B. Na2CO 3(aq) + HCl HCl(aq) ⎯⎯ → C. Na2S2O 3( aq) + HCl( HCl( aq) ⎯⎯ → D. Al2O 3(s) + HCl HCl(aq) ⎯⎯ → E. Cu2O( s) + H 2SO4( aq) ⎯⎯ Jika 27 g alum alumiinium nium (A r= 27) dimasuk dimasukkan kan ke dalam 1 liter liter larutan larut an CuSO 4 1,5 M, berat t embaga embaga yang akan diendapkan sebanyak .... (A r Cu = 64) 64) A. 16 g D. 32 g B. 64 g E. 128 g C. 96 g UMPTN 2000/C 2000/C :

H2SO4 ditambahkan pada 500 mLlarutan BaCl 2 0,2 M sampai terjadi endapan BaSO 4 (Mr= 233) 233) dengan dengan sempurna. Endapan BaSO BaSO 4 yang terbentuk terbent uk sebanyak sebanyak .... A. 68,0 g D. 46,6 g B. 34,0 g E. 11,7 g C. 23,3 g 6.

7.

176

Jika 1 L AgNO AgNO 3 0,1 M direaksikan dengan 5 mL HCl yang massa jenisnya jenisn ya 0,365 g mL–1 maka gram AgCl yang di endapkan adalah a dalah .... A. 3,540 g D. 5,275 g B. 7,175 g E. 10,245 g C. 9,350 g Alumi Aluminiu nium m bereak bereakssi deng dengan an asam asam sul sulffat menurut menurut persamaan persamaan berikut. berikut. 2 Al( s) + 3H 2SO4(aq) → 2 Al(SO 4)3(aq) + 3H2(g) Pernyata Pernyataan an yang benar benar adalah a dalah .... A. H 2SO4(aq) sebagai pereaksi pembatas pembata s B. Al( s) t epat bereaksi berea ksi dengan dengan asam sulfat C. mol H 2(g) sama dengan den gan mol Al(s) D. mol Al2(SO 4)3( aq) sama dengan den gan mol Al(s) E. volume H 2(g) yang dihasilkan sebesar 22,4 L


8. Sebany Sebanyak ak 0,24 0,24 g asam asam berbasa berbasa satu satu dapat menetralkan 8 mL larutan N aOH . Jika Jika konsent konsentrasi rasi NaO H 0,4 M, massa massa molekul relatif asam adalah .... A. 37,5 g mol–1 B. 75 g mol–1 C. 125 g mol–1 D. 62,5 g mol–1 E. 150 g mol–1 9. Sebany Sebanyak ak 150 150 mLNaOH 0,2 M dicamp dicampurkan urkan dengan dengan 100 mL NaO H 0,3 M. Konsent Konsentrasi rasi OH – dalam larutan adalah .... A. 0,30 M D. 0,27 M B. 0,25 M E. 0,20 M C. 0,24 M 10. Ebtanas 1996/1997 : Menurut persamaan kimia: kimia: H2SO4(aq)+ 2NaOH( NaOH(aq) → Na2SO4(aq)+ 2H2O() Jika 75 mLlarutan larut an H 2SO4 0,1 M direaksikan dengan 50 mLlarutan NaOH NaO H 0,2 M maka pada reaksi tersebut tersebut yang tersis ter sisaa adalah .... A. 2,5 × 10–3 mol H 2SO4 B. 5 × 10 10–3 mol H 2SO4 C. 2,5 × 10–3 mol NaOH NaO H –3 D. 5 × 10 10 mol NaOH NaO H E. 7,5 × 10–3 mol NaOH NaO H 11. UMPTN 2000/A : Konsentrasi ion H + yang diperoleh dari mencampurkan 150 mL HCl 0,5 M dan 100 mL HCl 0,3 M adalah .... A. 0,20 M D. 0,50 M B. 0,30 M E. 0,60 M C. 0,42 M 12. NaOH 0,1 0,1 mol mol dan dan NH 3 0,1 mol dilarut dilarutkan kan ke dalam 1 L larutan, laruta n, pH larutan larut an yang dibuat adalah .... ( K b NH 3 = 1,8 × 10–5) A. 14,0 D. 13,0 B. 11,1 E. 7,6 C. 9,0 13. Jika Jika 100 mL HCl 0,1M dicampurkan dicampurkan dengan 50 mL HCl 0,04 M maka pH campuran menjadi .... A. 1 D. 4 B. 2 E. 5 C. 3 14. Jika 50 50 mL HCl 0,1 M dicamp dicampurkan urkan dengan dengan 50 mL –5 CH 3COO H 0,1 M (K a = 10 ) maka pH campuran menjadi .... A. 0,5 D. 1,3 B. 2,4 E. 4,6 C. 3,5

15. Sebany Sebanyak ak 50 mL larutan HCl 0,1 M direa direaks ksika ikan n dengan 20 mL larutan NaOH 0,1 M maka pH campuran adalah .... A. 1,0 D. 1,4 B. 3,5 E. 11,0 C. 7,0

D. E.

21. Ebtanas 1998: Dari hasil hasil titrasi larutan NaO H 0,1 M dengan larutan HCl HC l 0,15 M:

16. 16. Tabel berikut berikut menunjukkan nilai pH larutan: P, Q, R, S, T. Larutan Larutan 0 1 M

P

Q

R

S

T

Nilai pH

13

11

9

7

3

Jika dua dari larutan di atas dicampurkan dan campurannya dapat bereaksi dengan logam Mg menghasilkan gas H 2 maka campuran itu adalah .... A. R dan S B. P dan Q C. R dan Q D. S dan T E. R dan S 17. 17. Suatu seny senyaw awaa dapat dapat dijadika dijadikan n indikator indikator untuk titrasi titrasi asam basa jika .... A. memi memilliki war warna na terten tertentu tu B. dapat dapat berub berubah ah menja menjadi di berw berwarna arna C. pada pada rentang rentangpH tertentu tertentu beru beruba bah h warna warna D. terioni terionisa sassi dalam dalam larutan larutan asam asam atau bas basaa E. meng mengandu andung ng asam asam org organi anik k lema lemah h 18. 18. Ebtanas 1996: 1996 :

fenolf enolftalein talein (rentang pH: 8,0 8,0 – 10,0 10,0)) aliz alizarin arin kuning kuning (rentang pH: 10,0 10,0 – 12,5 12,5))

NaOH 01 M

Larutan 1 2 3 4 5

2 mL 8 mL 15 mL 25 mL 30 mL

H Cl 0 15 M 20 mL 20 mL 20 mL 20 mL 20 mL

Dari data di at as yang yang menunjukkan t erjadinya titik netralis net ralisasi asi terletak pada percobaan nomor .... A. 1 D. 4 B. 2 E. 5 C. 3 22. Grafik Grafik beri berikut kut yang yang menunjukk menunjukkan an titrasi titrasi larutan larutan HCl 0,1 M (dalam labu) labu) oleh larutan N aOH 0,1M (dalam buret) adalah .... pH pH A. D.

B.

pH

volume

volume

E.

pH

Trayek perubahan warna beberapa indikator: I n d ik a t o r Fenolftalein Bromtimol biru Lakmus Metil merah Metil jingga

arn a Takberwarna–merah Kuning–biru Merah–biru Merah–kuning Merah–kuning

Trayek pH 8,3 – 10 6,0 – 7,6 5,5 – 8,0 4,4 – 6,2 3,1 – 4,4

Indikator bromtimol biru dan fenolftalein fenolftalein dalam larutan larut an HNO 3 menunjukkan warna warna berturut-turut berturut -turut .... A. biru, kuni uning B. kuni uning, ng, merah rah C. tidak tidak berw berwar arna, na, kuni kuning ng D. merah, rah, kuni uning E. kuni kuning ng,, tida tidak k ber berw warna arna 19. Perubahan erubahan warna warna dalam keadaan keadaan asam, asam, netral, netral, dan basa basa dari indikator BTB, jika jika ke dalam larutan HCl ditambahkan larutan NaOH setetes demi setetes adalah .... A. biru biru,, kuni kuning ng,, mer merah ah B. kuni kuning ng,, mer merah, ah, hij hijau C. tidak tidak berw berwarna arna,, kuni kuning ng,, bir biru u D. kuni kuning ng,, hij hijau, au, bi biru E. kuning kuning,, tidak tidak berw berwarna arna,, hija hijau u 20. Indikator Indikator yang yang pali paling ng tepat dig digunakan untuk titrasi HCl 0,1 M oleh NaOH 0,1 M adalah .... A. metil metil merah merah (rentang (rentangpH: 3,5 3,5 – 4,8 4,8)) B. brom brom kres kresol ol hijau hijau (rentang pH: 4,6 4,6 – 5,8) 5,8) C. bromti bromtimo moll bir biru u (rentang pH: 6,0 6,0 – 8,0) 8,0)

C.

pH

volume

volume

volume

23. Graf Grafik ik pada pada soa soall nomor 22 di atas yang menunjukkan titrasi larutan NaO H 0,1M (dalam labu) labu) oleh larutan HCl 0,1 M (dalam buret) adalah .... A. grafik a D. grafik d B. grafik b E. grafik e C. grafik c 24. UMPTN 1996/B 1996/B: Jika Jika 20 mL HNO HN O 3 0,1 M dititrasi dititrasi dengan larutan natrium n atrium hidroksida 0,2 M maka volume basa yang diperlukan untuk unt uk mencapai titik stoikiometri stoikiometri adalah .... A. 10 mL D. 30 mL B. 20 mL E. 40 mL C. 25 mL 25. Jika dalam dalam titrasi HCl–NaOH menggunakan menggunakan indikator fenolftalein maka titik akhir titrasi titr asi berada pada pH sekitar .... A. 6, 6,5 D. 10 10 B. 7,0 E. 11 C. 8,0


177

B.

Jaw Jawablah ablah pertany pertanyaan aan berik berikut ut dengan dengan benar. benar.

1.

Buat skets sketsaa kasar kasar kurva kurva titras titrasii asam asam kuat kuat dengan dengan basa kuat. kuat. Tentukan pH larutan den gan: a. tanp tanpaa pen penam amb bahan ahan bas basa; a; b. titik titik seteng etengah ah ekui ekuiva vale len; n; c. titi titik k ekuiv uivalen alen;; d. basa be berlebih.

6.

Seban ebany yak 50 mL HNO3 0,1 M dititrasi dengan dengan larutan larut an NaOH NaO H 0,1 M. M. Hitung pH setelah setelah penambahan NaOH NaO H sebanyak 0,0 mL, 25 mL, 50 mL, dan 75 mL.

7.

Defini Definissikan ikan titik ekui ekuival valen en dan titik akhi akhirr titrasi. titrasi. Mengapa harus memilih salah satu indikator yang bertepatan bertepat an di sekitar sekitar titik tit ik ekuivalen? ekuivalen?

Seban ebany yak 50 mL mL HNO 3 69,8% ( ρ = 1,42 1,42 g mL–1) diencerkan menjadi 19,0% ( ρ = 1,11 1,11 g mL–1). Hitung molaritas HNO HN O3 pekat dan HNO 3 encer?

8.

Metil Metil merah merah memp mempuny unyai ai struktur: truktur:

2.

3.

4.

5.

178

Berapa erapakah kah vol volume ume laru larutan tan HBr HBr 0,50 0,50 M yang diperlukan agar bereaksi sempurna sempurna dengan 0,75 mol Ca(OH) 2? Perhatikan erhatikan reaks reaksii penetral penetralan an asam asam bas basaa beri berikut. kut. a. Berap rapa vo volume ume HCl HClO4 0,15 M yang diperlukan untuk menetralkan 50 mLlarutan NaOH NaO H 0,25 M? M? b. Jik a 25 ,8 ,8 mL mL A gN gN O 3 diperlukan untuk mengendapkan semua ion klorida (dalam 75 mg sampel sampel KCl), KCl), berapa kemolaran larutan AgNO 3? c. Berap erapaa vo volume ume lar laruta utan n H 2SO 4 2,5 M yang diperlukan diperlukan untuk menet ralkan 75 g NaOH ? Berapaka erapakah h pH larutan larutan yang yang mengandung mengandung HCN 1 M (K a = 6,2 × 10–10) dan HNO 2 5 M (K a = 4,0 × 10–4)? Hitung Hit ung konsentrasi ion ssianida ianida dalam larutan ini pada keadaan setimbang set imbang..


HO C

O

N

N

N(CH3)2

Perubahan warna terjadi dari merah ke kuning jika larutan kelebihan basa. basa. Hitunglah rentang rentan g pH untuk unt uk metil merah berubah warna berdasarkan nilai tetapannya.

stoikiometri-larutan-kls-xi

Recommend Documents