PENENTUAN KADAR KARBONAT DAN HIDROGEN KARBONAT MELALUI TITRASI ASAM BASA 1 Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan kadar natrium karbonat dan natrium hidrogen karbonat dengan titrasi asam basa menggunakan indikator visual. 2 Teori Dasar Titrasi asam basa merupakan metode yang digunakan untuk memantau keasaman atau kebasaan suatu larutan dan untuk menentukan kadar zat yang bersifat asam atau basa, baik organik maupun anorganik. Prinsip umum dari titrasi adalah larutan yang akan diteliti (analit) direaksikan secara bertahap dengan cara menambahkan larutan titran yang telah diketahui konsentrasinya hingga titik ekivalen. Volum titran yang bereaksi diukur, persamaan reaksi yang terjadi telah diketahui sebelumnya, maka jumlah analit yang bereaksi dapat dihitung. Untuk membantu mengamati titik akhir titrasi asam basa, dapat digunakan indikator tertentu yang berupa asam atau basa lemah yang memiliki zat warna yang berbeda dalam bentuk asam atau basa dan mempunyai nilai pka di sekitar titik ekivalensi dari reaksi titrasi yang diamati. Faktor faktor yang harus diperhatikan untuk keberhasilan titrasi antara lain ketelitian pembuatan larutan, kebersihan dan kualitas alat-alat yang digunakan. Asam karbonat merupakan asam diprotik, yang dapat membentuk garam karbonat dan garam hidrogen karbonat. Dalam air kedua garam ini bersifat basa sehingga secara bertahap dapat dititrasi dengan asam kuat. Persamaan reaksi yang terjadi antara asam garam karbonat dan garam hidrogen karbonat dengan asam kuat adalah : Basa 1
CO 3 2- (aq) + H + (aq) HCO 3 - (aq) pka = 6,37 (1) HCO 3 2- (aq) + H + (aq) H 2 CO 3 (aq) pka = 10,32 (2) Mekanisme reaksi yang terjadi antara lain, pertama, seluruh Na 2 CO 3 bereaksi dengan HCl membentuk NaHCO 3, yang terjadi pada titik ekivalen (TE) pertama yaitu pada ph TE = (6,37+10,32)/2 = 8,345. Kemudian NaHCO 3 dari sampel dan NaHCO 3 hasil perubahan Na 2 CO 3 bereaksi dengan HCl membentuk H 2 CO 3. Titik ekivalen reaksi ini terjadi pada ph sekitar 3,8. Dari persamaan reaksi pertama, dapat diketahui jumlah mol Na 2 CO 3 yang bereaksi setara dengan mol HCl pada reaksi pertama. Sedangkan jumlah mol NaHCO 3 dari sampel setara dengan jumlah mol HCl pada reaksi kedua dikurangi jumlah mol HCl pada reaksi pertama. Kadar analit dapat dihitung berdasarkan rumus : Kadar analit (%) = M x V x P x MR analit x 1/gr sampel x 100% M = konsentrasi analit V = volum analit P = faktor pengenceran Basa 2
3 Cara Kerja Basa 3
4 Data Pengamatan Massa Na 2 CO 3 : 1,3145 Massa Sampel : 1,7872 Volume HCl: Titrasi Percobaan 1 Percobaan 2 Rata-rata Indikator Perubahan Warna Na 2 CO 3 12,10 ml 12,35 ml 12,23 ml PP Pink Tidak berwarna Sampel 21,20 ml 21,50 ml 21,35 ml PP Pink Tidak berwarna 39,30 ml 39,60 ml 39,45 ml Metil Jingga Kuning - Jingga 5 Perhitungan Mol Na 2 CO 3 Ketika Na 2 CO 3 dilarutkan sampai 250 ml dengan menggunakan aqua dm, [Na 2 CO 3 ] = Ketika diambil 25 ml, molaritas Na 2 CO 3 konstan. Mol [ ] Ketika konstan. diencerkan dengan menambah 50 ml air bebas mineral, mol Koefisien dan HCl dalam reaksi tersebut, oleh karena itu, ketika mencapai titik ekivalen, mol mol HCl =. Molaritas HCl = [ ] Basa 4
Jadi, dengan titrasi pembakuan, didapat harga molaritas HCl adalah 0,1014 Molar. Pada saat titrasi sampel dengan menggunakan pp, volume HCl yang dibutuhkan adalah: 21,35 ml Mol HCl = V.M = 21,35 ml x 0,1014 M = 2,165 mmol Mol = Mol = 2,165 mmol Karena larutan sampel yang dititrasi adalah seperempat dari volume awal (25 ml dari 100ml), maka 2,165 mmol adalah seperempat dari mol yang ada di dalam sampel. Mol dalam sampel = 4 x 2,165mmol = 8,66 mmol Massa % massa dalam sampel = Pada saat titrasi sampel dengan menggunakan metil jingga, volume HCl yang dibutuhkan adalah: 39,45 ml Mol HCl = V.M = 39,45 ml x 0,1014 M = 4,002 mmol Mol = mol = 4,002 mmol Dengan alasan yang sama seperti sebelumnya, mol seperempat dari mol total. tersebut adalah Mol total = 4 x 4,002 mmol = 16,008 mmol Basa 5
Perlu diingat bahwa mol di sini merupakan gabungan mol yang ada di sampel dan mol yang merupakan hasil dari reaksi pertama. Mol Massa dalam sampel = mol x Mr = 7,348 mmol x 84 % massa dalam sampel = 6 Analisis dan Pembahasan Tugas dari modul o 10,36 ph TE karbonat menjadi hydrogen karbonat = ½ (pka 1 +pka 2 ) = 8,35 ph TE karbonat menjadi asam karbonat berada di kisaran ph kerja metil jingga (3,1-4,4), yaitu 3,9. o Pada dasarnya, ada banyak cara untuk membuat air bebas mineral dari air ledeng, di antaranya adalah dengan menggunakan destilasi bertingkat, deionisasi, osmosis balik, filtrasi karbon, microporous filtration, ultrafiltrasi, oksidasi ultraviolet, atau dengan dialisis. Destilasi adalah suatu metode pemisahan berdasarkan titik didihnya. Pada titik didih air, air akan berubah fase menjadi fase uap dan pengotor pengotor (mineral mineral) lainnya tertinggal. Walaupun kemungkinan ada pengotor (mineral) yang terbawa, namun pada destilasi bertingkat, akan terjadi pengembunan dan penguapan kembali sehingga akan didapatkan air yang benar benar murni (bebas mineral) yang kemudian dikondensasi kembali menjadi fase cairnya. Deionisasi adalah sebuah proses fisika yang menggunakan resin penukar ion khusus yang mengikat dan menyaring garam garam mineral dari air. Basa 6
Karena mayoritas dari ketidakmurnian air disebabkan oleh garam yang terlarut, deionisasi akan menghasilkan air dengan kemurnian sangat tinggi yang secara umum sama dengan air hasil destilasi dan keuntungan dari proses ini adalah proses deionisasi umumnya dapat dilakukan dengan cepat tanpa memperhatikan faktor faktor lainnya. Bagaimanapun, deionisasi tidak mengeliminasi molekul organik, virus, atau bakteri secara signifikan, kecuali dengan menjerat secara incidental di dalam resin. Resin anion basa kuat yang dibuat secara khusus dapat digunakan untuk menjerat Gramnegative bacteria serta menghilangkannya dari air. Deionisasi dapat digunakan secara kontinu dan kita juga bisa menggunakan elektrodeionisasi yang biayanya cukup murah. Namun, deionisasi tidak dapat menghilangkan ion hidroksida atau ion hidronium dari air karena ion ion tersebut merupakan hasil dari ionisasi-diri dari water untuk mencapai kesetimbangan, oleh karena itu, menghilangkan ion ion itu sama saja dengan menghilangkan air itu sendiri. o Untuk menghilangkan CO 2 dari air, kita bisa menggunakan pompa vakum. Dengan mengalirkan Ba(OH) 2, kita bisa mendapatkan air yang bebas dari CO 2 karena: Sedangkan sendiri berwujud padat pada suhu ruangan sehingga dapat terpisahkan dengan jelas antara air dan. Basa 7
o Metode titrasi ini dapat digunakan untuk campuran campuran hasil ionisasi asam diprotik. o Pada titrasi ini, kita harus menggunakan air yang bebas dari karbondioksida karena di dalam air, CO 2 dapat bereaksi dengan air menjadi H 2 CO 3 sehingga titrasi yang dilakukan menjadi tidak tepat lagi. Larutan standar primer adalah larutan standar yang dapat dibuat dan ditentukan konsentrasi pastinya hanya dengan menimbang padatannya, kemudian dilarutkan dalam sejumlah pelarut, misalnya pelarut air. Syarat larutan standar primer: Memiliki kemurnian 100% Bersifat stabil pada suhu kamar dan stabil pada suhu pemanasan (pengeringan) disebabkan standar primer biasanya dipanaskan dahulu sebelum ditimbang. Mudah didapatkan (tersedia diaman-mana). Memiliki berat molekul yang tinggi (MR), hal ini untuk menghindari kesalahan relative pada saat menimbang. Menimbang dengan berat yang besar akan lebih mudah dan memiliki kesalahan yang kecil dibandingkan dengan menimbang sejumlah kecil zat tertentu. Harus memenuhi kriteria syarat-syarat titrasi, yaitu: o Reaksi antara titran dengan analit harus stoikiometri. Artinya reaksi keduanya dapat ditulis dalam persamaan reaksi yang telah diketahui dengan pasti. Jadi produk reaksi antara titran dan analit diketahui secara pasti sehingga kita dapat menulis dan menyetarakan reaksinya. o Reaksi antara titran dan analit harus berlangsung dengan cepat, hal ini untuk memastikan proses titrasi cepat berlangsung dan titik equivalent cepat diketahui. o Tidak ada reaksi lain yang mengganggu reaksi antara titran dan analit. Bila ada zat-zat pengganggu maka zat tersebut harus dihilangkan. Sebagai contoh bila kita melakukan titrasi asam asetat dengan NaOH maka tidak boleh ada asam lain seperti H 2 SO 4 yang nantinya akan mengganggu reaksi antara asam asetat dan NaOH. Basa 8
o Bila reaksi antara titran dengan analit telah berjalan dengan sempurna (artinya titran dan analit sama-sama habis bereaksi) maka harus ada sesuatu yang dapat dipergunakan untuk penanda keadaan ini. Perubahan ini bisa berupa berubahnya warna larutan, perubahan arus listrik, ataupun perubahan sifat fisik larutan yang lain. Perubahan ini dalam titrasi asam basa bisa dipergunakan indikator tapi yang perlu diingat jarak antara titik akhir titrasi dengan titik equivalent harus berdekatan. o Kesetimbangan reaksi harus mengarah jauh ke pembentukan produk sehingga dapat diukur secara kuantitatif. Bila reaksi tidak mengarah jauh ke pembentukan produk maka akan sulit untuk menentukan titik akhir titrasi. Larutan standar sekunder adalah larutan standar yang tidak dapat dibuat dan ditentukan konsentrasinya hanya dengan melarutkan padatannya dalam sebuah pelarut. Pada larutan standar sekunder, konsentrasi pasti ditentukan dengan menitrasi larutan asam tersebut dengan suatu titran tertentu (titran harus berupa larutan standar primer) yang sudah diketahui konsentrasi pastinya. ph kerja pp berada pada interval 8,0 sampai 9,6 dan ph titik ekivalen karbonat berada pada ph 8,3 (berada di dalam rentang ph kerja fenolftalein). Oleh karena itu, pada titrasi karbonat, digunakan indikator fenolftalein. Selain itu, metil jingga juga digunakan sebagai indicator karena ph kerja dari metil jingga adalah 3,1-4,4 dan ph titik ekivalen dari hydrogen karbonat adalah 3,9 (berada di dalam rentang ph kerja metil jingga). Oleh karena itu, metil jingga juga digunakan sebagai indikator dalam titrasi hidrogen karbonat. Pada titrasi ini, ada kemungkinan bahwa hasil yang diperoleh tidak 100% tepat. Beberapa faktor yang memungkinkan adanya kesalahan-kesalahan tersebut adalah ketidaktepatan pembacaan volume HCl pada saat titrasi, ketidaktepatan pengambilan larutan sampel saat akan dititrasi, ketidakbersihan alat yang digunakan, dan sebagainya. 7 Kesimpulan Titrasi asam basa dengan menggunakan indicator visual dapat digunakan untuk menentukan kadar suatu zat di dalam suatu senyawa. Basa 9
Kadar dalam sampel = 51,36 % massa Kadar dalam sampel = % massa 8 Daftar Pustaka http://en.wikipedia.org/wiki/purified_water (Diakses tanggal 10 Oktober 2009 pukul 11.22) http://kimiaanalisa.web.id/bagaimana-membuat-larutan-standar/ (Diakses tanggal 10 Oktober 2009 pukul 14.30) http://kimiaanalisa.web.id/syarat-memilih-titran-dan-analit-untuk-titrasi/ tanggal 10 Oktober 2009 pukul 14.40) (Diakses http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/sri%20ratisah%20054828/ materi.htm (Diakses tanggal 6 Oktober 2009 pukul 20.00) http://rumahkimia.wordpress.com/2009/05/02/titrasi-asam-basa/ (Diakses tanggal 6 Oktober pukul 17.54) http://warnadunia.com/apa-itu-titrasi-asam-basa/ (Diakses tanggal 6 Oktober 2009 pukul 20.15) http://www.chemistry.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_asam_basa/ kurva_ph_titrasi/ (Diakses tanggal 6 Oktober 2009 pukul 22.23) Basa 10