KIMIA DASAR TITRASI (VOLUMETRI) Drs. Saeful Amin, M.Si., Apt. PRINSIP TITRASI Titrasi (volumetri) merupakan metode analisis kimia yang cepat, akurat dan sering digunakan untuk menentukan kadar suatu unsur atau senyawa dalam larutan. Volumetri (titrasi) dilakukan dengan cara menambahkan (mereaksikan) sejumlah volume tertentu (biasanya dari buret) larutan standar (yang sudah diketahui konsentrasinya dengan pasti) yang diperlukan untuk bereaksi secara sempurna dengan larutan yang belum diketahui konsentrasinya. Untuk mengetahui bahwa reaksi berlangsung sempurna, maka digunakan larutan indikator yang ditambahkan ke dalam larutan yang dititrasi. Larutan standar disebut dengan titran. Jika volume larutan standar sudah diketahui dari percobaan maka konsentrasi senyawa di dalam larutan yang belum diketahui dapat dihitung dengan persamaan berikut : N B = konsentrasi larutan yang belum diketahui konsentrasinya V B = volume larutan yang belum diketahui konsentrasinya N A = konsentrasi larutan yang telah diketahui konsentrasinya (larutan standar) V A = volume larutan yang telah diketahui konsentrasinya (larutan standar) TITRASI LANGSUNG Cara yang dilakukan dengan melakukan titrasi langsung terhadap zat yang akan ditetapkan. Cara ini mudah, murah, cepat dan sederhana TITRASI TIDAK LANGSUNG Dilakukan dengan cara penambahan titran dalam jumlah berlebih, kemudian kelebihan titran dititrasi dengan titran lain. Pada cara ini, ada dua sumber kesalahan karena menggunakan dua titran sehingga kesalahan menjadi lebih besar. Disamping itu, cara ini membutuhkan waktu titrasi yang relatif lama. 1
TITRASI MAKRO Jumlah sampel : 100-1000 mg Volume titran : 10-100 ml Ketelitian buret : 0,02 ml TITRASI SEMI MIKRO Jumlah sampel : 10-100 mg Volume titran : 1-10 ml Ketelitian buret : 0,001 ml TITRASI MIKRO Jumlah sampel : 1-10 mg Volume titran : 0,1-1 ml Ketelitian buret : 0,01 ml SYARAT TITRASI Reaksi harus berlangsung secara stoikiometri dan tidak terjadi reaksi samping. Reaksi harus berlangsung secara cepat. Reaksi harus kuantitatif Pada titik ekivalen, reaksi harus dapat diketahui titik akhirnya dengan tajam (jelas perubahannya). Harus ada indikator (langsung atau tidak langsung) PENGELOMPOKAN TITRASI Titrasi Asam Basa Titrasi Pengendapan (Mohr, Volhard, Fajans) Titrasi Kompleksometri Titrasi Oksidasi-Reduksi (Redoks) TITRASI ASAM BASA Penetapan kadar ini berdasarkan perpindahan proton dari zat yang bersifat asam atau basa, baik dalam lingkungan air ataupun dalam lingkungan bebas air (TBA=Titrasi Bebas Air) TITRASI PENGENDAPAN (PRESIPITASI) Penetapan kadar ini berdasarkan terjadinya endapan yang sukar larut (misalnya, penetapan kadar secara argentometri) TITRASI PEMBENTUKAN KOMPLEKS Dasar yang digunakan adalah terjadinya reaksi antara zat-zat pengkompleks organik dengan ion logam menghasilkan senyara kompleks yang mantap/stabil (Kompleksometri) TITRASI OKSIDASI REDUKSI (REDOKS) Dasar yang digunakan adalah perpindahan elektron. Penetapan kadar senyawa berdasarkan reaksi ini digunakan secara luas seperti Permanganometri, Serimetri, Iodi-Iodo metri, Iodatometri serta Bromatometri SYARAT LARUTAN STANDAR PRIMER Mudah didapat, dimurnikan, dikeringkan, dan disimpan dalam keadaan murni Mempunyai kemurnian yang sangat tinggi (100±0,02)% atau dapat dimurnikan dengan penghabluran kembali Tidak berubah selama penimbangan (zat yang hidgroskopis BUKAN merupakan baku primer) Tidak teroksidasi oleh O 2 dari udara dan tidak berubah oleh CO 2 dari udara Susunan kimianya tepat sesuai jumlahnya Mempunyai berat ekivalen (BE) yang tinggi sehingga kesalahan penimbangan menjadi lebih kecil Mudah larut Reaksi dengan zat yang akan ditetapkan harus stoikiometri, cepat dan terukur 2
KIMIA DASAR PRINSIP TITRASI ASAM BASA Titrasi asam basa melibatkan reaksi antara asam dengan basa, sehingga akan terjadi perubahan ph larutan yang dititrasi Secara percobaan, perubahan ph dapat diikuti dengan mengukur ph larutan yang dititrasi dengan elektrode pada ph meter Reaksi antara asam dan basa, dapat berupa asam kuat atau lemah dengan basa kuat atau lemah TITRASI ASAM BASA Dari ph titik ekivalen tersebut dapat dipilih indikator untuk titrasi asam basa yang mempunyai harga kisaran ph tertentu KURVA TITRASI ASAM BASA Pada titrasi asam dengan basa, maka kurva titrasinya merupakan hubungan antara volume basa sebagai penitrasi (sumbu X) dengan ph (sumbu Y) INDIKATOR ASAM BASA Indikator asam basa merupakan asam organik lemah atau basa organik lemah yang mempunyai dua warna dalam ph larutan yang berbeda. Pada titrasi asam dengan basa, maka indikator yang digunakan adalah asam kedua yang merupakan asam yang lebih lemah dan konsentrasi indikator berada pada tingkat kecil. Pada titrasi asam dengan basa, indikator (asam lemah) akan bereaksi dengan basa sebagai penitrasi setelah semua asam dititrasi (bereaksi) dengan basa sebagai penitrasi Kurva titrasi asam kuat dengan basa kuat (a) kurva titrasi basa kuat dengan asam kuat (b) 3
INDIKATOR ASAM BASA Kisaran harga ph indikator asam basa dan perubahan warnanya Sebagai contoh indikator asam (lemah), HInd, karena sebagai asam lemah maka reaksi ionisasinya adalah : Indikator asam basa sebagai HInd mempunyai warna tertentu dan akan berubah bentuk menjadi Ind - setelah bereaksi dengan basa sebagai penitrasi yang juga akan berubah warna Indikator yang dipilih untuk titrasi asam basa adalah indikator yang mempunyai kisaran harga ph yang berada pada sekitar harga ph titik ekivalen 4
Standardisasi larutan HCl dengan larutan standard natrium tetraborat/boraks (Na 2 B 4 O 7.10H 2 O) 0,1000 N Prinsip : Larutan HCl sebagai larutan asam, dapat distandardisasi dengan larutan boraks yang merupakan garam berbasa dua (BE = ½ Mr). Siapkan larutan standar boraks 0,1000 N dengan cara melarutkan 10,645 g boraks dengan aquades di dalam labu ukur 1000 ml. Siapkan larutan HCl 0,1N dengan cara melarutkan 8-9 ml HCl pekat dengan aquades di dalam labu ukur 1000 ml. Dipipet 25,00 ml larutan boraks dengan pipet volume, tuangkan ke dalam labu Erlenmeyer 250 ml, tambahkan 2-3 tetes indikator metil merah. Titrasi dengan larutan HCl tersebut (yang sudah diisikan ke dalam buret) sampai titik akhir (terjadi perubahan warna). Hitung normalitas larutan HCl dengan persamaan : Standardisasi larutan NaOH dengan larutan HCl Prinsip : Larutan HCl yang telah distandardisasi, misalnya dengan boraks, dapat digunakan untuk menstandardisasi larutan NaOH Siapkan larutan NaOH 0,1N dgn cara 50g NaOH ditambah aquades 50 ml di dalam Beakerglass. Biarkan beberapa lama sampai jernih. Setelah jernih ambil 6,5 ml dan encerkan dengan aquades sampai 1000 ml (dalam labu ukur). Ambil 25,00 ml larutan NaOH di atas dgn pipet volume, tuangkan ke dalam labu Erlenmeyer 250 ml, tambahkan 2-3 tetes indikator metil orange. Titrasi dengan larutan HCl yang telah distandarisasi dengan larutan boraks, sampai titik akhir titrasi (terjadi perubahan warna) Hitung normalitas larutan NaOH dengan persamaan : Standardisasi larutan NaOH dengan larutan standar asam oksalat Prinsip : Larutan NaOH dapat distandarisasi dengan larutan standar asam oksalat dengan BE = ½ BM Siapkan larutan NaOH 0,1N (lih. standarisasi NaOH dengan HCl) Siapkan larutan standar asam oksalat 0,100 N dengan cara melarutkan sekitar 12-13 g asam oksalat (H 2 C 2 O 4.2H 2 O) dengan aquades sampai 1000 ml dalam labu ukur. Diambil 25,00 ml larutan asam oksalat 0,1000 N dengan pipet volume, tuangkan ke dalam erlenmeyer 250 ml, tambah 2-3 tetes fenolftalin (pp). Titrasi dengan larutan NaOH yang sudah disiapkan sampai titik akhir titrasi (terjadi perubahan warna). Hitung normalitas larutan NaOH dengan persamaan : APLIKASI : Penentuan Kadar Asam Asetat Dalam Cuka Makan Tujuan : Menentukan kadar asam asetat dalam cuka makan dengan cara menstandardisasi larutan cuka dengan larutan standar NaOH. Prinsip : Asam asetat sebagai larutan berasam satu dapat distandardisasi dengan larutan NaOH (BE asam asetat = BM asam asetat) Ambil 10,0 ml cuka makan dengan pipet volume, tuangkan ke dalam labu ukur 250 ml dan encerkan dengan aquades sampai tanda batas. Ambil 25,00 ml dengan pipet volume, tuangkan ke dalam erlenmeyer 250 ml, tambahkan 2-3 tetes indikator fenolftalin (pp). Titrasi dengan larutan NaOH yang telah distandardisasi dengan HCl atau asam oksalat sampai titik akhir titrasi (terjadi perubahan warna) Hitung kadar (%) asam asetat dalam cuka makan dengan persamaan : Catatan : BJ cuka = berat / volume 5
APLIKASI : Penentuan Kadar Na 2 CO 3 Dalam Soda Tujuan : Menetukan kadar Na 2 CO 3 dalam soda dengan cara menstandardisasi larutan soda dengan larutan standar HCl. Prinsip : Na 2 CO 3 sebagai garam yang berbasa dua (dimana BE = ½ BM) dapat distandarisasi dengan larutan standar HCl. Karena pada titrasi ini terdapat dua titik ekivalen (TE) maka untuk TE I digunakan indikator fenolftalin (pp), sedangkan untuk TE II digunakan indikator methyl orange (MO), maka reaksinya adalah : APLIKASI : Penentuan Kadar Na 2 CO 3 Dalam Soda Larutkan 10,00 g sampel soda dengan akuades di dalam labu ukur 250 ml. Diambil 25,00 ml larutan sampel tersebut dengan pipet volume, tuangkan ke dalam erlenmeyer 250 ml, tambahkan 2-3 tetes indikator pp untuk TE I. Titrasi dengan larutan standar HCl sampai terjadi perubahan warna. Setelah terjadi perubahan warna tambahkan 2-3 tetes indikator MO sampai terjadi perubahan warna (untuk memperjelas TE II larutan didihkan pada saat mendekati atau sebelum TE II dicapai, dan setelah dididihkan, larutan didinginkan kembali kemudian titrasi dilanjutkan sampai terjadi perubahan warna). Hitung kadar Na 2 CO 3 (%) dalam soda dengan persamaan berikut : TUGAS RA Day Jr & AL Underwood Analisis Kimia Kuantitatif, edisi ke-6, 2002. Tulis tangan (6.2) Kurva titrasi (titrasi asam kuat-basa kuat, titrasi asam lemah-basa kuat) (6.3) Perhitungan keseimbangan yang sistematik (titrasi asam kuat-basa kuat, titrasi asam lemah-basa kuat) Baca dan buat rangkuman : (Bab 3) Metode Analisis Titrimetrik (6.4) Indikator-indikator asam basa (6.5) Kelayakan titrasi asam basa Pelajari Soal-soalnya (Akhir Bab) 6