Kimia Kuantitatif 2015 penetuan kadar asam dan basa melalui titrasi asam dan basa

DASAR-DASAR ANALISA KUANTITATIF TITRASI ASAM BASAKULIAH 4,5 12, 19 Maret 2015

ANALISA KUANTITATIV: bertujuan menentukan jumlah suatu zat atau komponen zatCara analisa kuantitatif: Metode klasik: berdsrkan interaksi materi dgn materi Metode instrumental: berdsrkan interaksi energi dgn materi

METODA INSTRUMENTALBerdasarkan interaksi energi dengan materiEnergi yg digunakan : * energi cahaya, * energi listrik, * energi panas

Contoh:Spektrofotometri Absorpsi : Berdasarkan absorpsi cahaya yg diserap analatPrinsipnya: * seberkas cahaya dilewatkan pada analat * Setelah melewati analat,intensitas cahaya berkurang sebanding dengan banyaknya molekul analat yg menyerap cahaya tsb.

Mengapa cara klasik msh dipertahankan?Cara klasik pada dasarnya sederhanaTidak perlu kalibrasiTdk memerlulkan peralatan yg mahalKalibrasi dan standarisasi alat diperlukan cara klasikTahap-tahap pengukuran sama cara klasik

METODE KLASIK cara yg menggunakan Rx kimia dgn zat yg akan ditentukan

METODE: Gravimetri Gasometri Volumetri

GRAVIMETRI Zat diubah menjadi st hsl Rx yg sukar lrt,

CaCl2 + H2SO4 CaSO4 + 2 HCl 10 gr * Saring * Cuci * Keringkan/pijar * Timbang 1,36 gr

CaCl2 + H2SO4 CaSO4 + 2 HCl 10 gr 1,36 gr 0,01 mol 0,01 mol 1,11 gr

Kadar CaCl2 = 1,11/10 x 100% = 11,1 %

GRAVIMETRI

GASOMETRI Hsl Rx mer. st gas yg dpt diukur volumenya pd P ,T tertentu

Zn + HCl ZnCl2 + H2 10 gr 2,24 ltr(0oC,1atm) 0,1 mol 0,1 mol 6,35 gr

Kadar Zn = (6,35/10) x 100% = 63,5 %

VOLUMETRI

Dgn menambahkan pereaksi yg sdh diketahui konsentrasinya dlm juml yg tepat ekivalent dan dinyatakan dalam satuan volum

Titik ekivalent

: st keadaan dimana : grek analat = grek titran [ V x N ] analat = [ V x N ] titrant

VOLUMETRI DASAR RX YG DIGUNAKAN

* Rx Asam-basa ( Acidi-alkalimetri) * Rx Redox (redoksimetri) * Rx Pembtkan komplek(komleksometri) * Rx Pengendapan(argentometri)

TITRASI ASAM BASA Dasar reaksi: asam basa Titrasi st zat yg bersifat asam(basa) dgn st zat yg bersifat basa(asam) yg sdh dik. kadarnya, dlm juml yg tepat ekivalent

Perhitungan: grek. Asam = grek basa (V x N)asam = (V x N)basa

Istilah

* Titrasi

* Larutan standar Larutan standar primer Larutan standar sekunder

* Titik akhir titrasi

TitrasiPenambahan larutan yg sdh diketahui kadarnya (titrant) kedalam larutan yang akan ditentukan kadarnyasampeltitrant

LARUTAN STANDAR* Larutan standar primer Lrt yg M ditentukan melalui perhitungan

Persyaratan: * Kemurnian tinggi * Stabil * RM pasti * BE besar * Mdh dikeringkan

Contoh:1,34 gr Na2C2O4 dilarutkan dlm 250 ml H2O

0,01 mol Na2C2O4 /250 ml

Konsentrasi Na2C2O4 = 0,04 M

Contoh: 4 gram NaOH dilarutan dlm 250 ml H2O

0,1 mol NaOH / 250 ml

Konsentrasi NaOH 0,4 M ??? * NaOH bukan larutan standart primer * NaOH higroskopis * 4 gram adalah berat (NaOH + H2O)

Larutan standar sekunder Lrt yg Molaritasnya ditentukan dgn melakukan titrasi dgn lrt standar primer contoh: Larutan NaOH

pH ekivalent Adalah pH pada titik ekivalent

NaOH + HCl NaCl + H2O

Pd titik Ekivalent: * Grek NaOH = Grek HCl * Zat yg ada pd titik ekivalent NaCl * pH ekivalent adlh pH NaCl =7

St keadaan dimana pe+an titran dihentikanberdsrkan perubahan warna Indikator

NaOH+ HCl NaCl+H2O

pH ekivalent = 7pH akhir =range pH ind Ttk akhir Ttk ekivalentNaOHHClTitik akhir titrasi

Acidi-alkalimetri Dasar reaksi asam basa

Perhitungan:Grek asam = grek basa

(V x N)asam = (V x N)basa

1 grek asam = 1 mol H+ yg dilepas 1 grek basa = 1 mol H+ yg diikat

Contoh:H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H201 mol H2SO4 = 1 grek

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2 H201 mol H2SO4 = 2 grek

Contoh:Na3PO4 + HCl Na2HPO4 + NaCl1 mol Na3PO4 = 1 grek

Na3PO4 + 2HCl NaH2PO4 + 2NaCl1 mol Na3PO4 = 2 grek

KELAYAKAN TITRASI ASAM-BASA

Suatu Rx dpt digunakan dalam st titrasi jika 1. Rx tsb sempurna kekanan pd TE dpl. nilai K >>>Contoh:Asam lemah HA dititrasi dgn basa kuatHA + OH- A- + H2O

ASAM LEMAH HA DITITRASI DGN BASA KUAT

HA + OH- A-+H2O

(1)

HA + H2O A-+H3O+

(2)

Dr (1) dan (2)

Kw

Makin besar nilai KReaksi makin sempurna

2. pH hrs besar pd TE Harus ada loncatan pH

14.012.010.08.0 6.04.02.00.00.010.020.030.040.0pHVolume of 0.100 M NaOH added(mL)Titration of a Strong Acid With a Strong BaseSolutionof NaOHSolutionof NaOHSolutionof HCl

3. Salah titrasi 2%

SALAH TITRASI KEBETULAN * Dihitung utk mengetahui apakah st Rx dpt digunakan * d.p.l. apakah TE tsb dpt digunakan

SALAH TITRASI SISTIMATIK * Dihitung untuk mengetahui dapat tidaknya suatu indikator dipergunakan pada titrasi asam basa.

SALAH TITRASI KEBETULAN Dihitung utk mengetahui apakah st Rx dpt digunakan utk titrasi d.p.l. apakah TE tsb dpt digunakan.

T = jml grek/l zat pentiter yg ditambahkan

SALAH TITRASI SISTIMATIKDihitung untuk mengetahui dapat tidaknya suatu indikator dipergunakan pada titrasi asam basa.

C = konsentrasi akhir zat yg dititrasi

Diagram logaritmikDiagram logaritmik H+Diagram logaritmik OH-Diagram logaritmik asam lemahDiagram logaritmik basa lemah

DIAGRAM LOGARITMIK H+Absis: pHOrdinat: - log [H+]

- log [H+] = pH ordinat absis

y = mx

Grafik: grs yg melalui :titik (0,0)dgn arah 45o kekanan

DIAGRAM LOGARITMIK OH-Absis : pHOrdinat : - log[OH-]

-Log [OH-] = log[H+] - log Kw -Log [OH-] = - pH + pKw Y = - mx + n Bila: * pH = pKw = 14 x =14 * -Log [OH-] = 0 y = 0

Grafik: grs melalui ttk (14,0) ; arah 45o kekiri

pH

as + H2O bs + H3O+Awal : CRX : C C Akhir : C - C C

as + bs = C bs = C - as

Diagram logaritmik asam lemah

Diagram logaritmik asam lemah Absis : pH Ordinat: -log(asam)

Pendekatan 1. pH = pKa [H3O+] = Ka

[as] = C/2

-log[as] = - logC+log 2

Diperoleh : ttk dgn koordinat: [pKa,(-logC+log2)]

Diagram logaritmik asam lemah3. pH >> Ka

Grafik: grs //absis,memotong ordinat di -logCdiabaikanyn

contohBuatlah diagram logaritmik CH3COOH 10-4MKa = 2 x 10-5

1.Titik dgn koordinat [pKa,(-logC+log2)] (4,7;4,3)ttk belok 2. Buat ttk dgn koordinat (4,7 ; 4) tarik grs melalui (4,7;4) dgn arah 45o kekanan 3. Grs //absis,memotong ordinat di logC

Diagram logaritmik basa lemahKembalikan ke bentuk asam konyugasinya

as + H2O bs + H3O+ as + bs = C as = C - bs

Diagram logaritmik basa lemahPendekatan: 1. pH = pKa (H3O+)= Ka

Diperoleh titik dgn koordinat : [pKa;(-logC+log2)]

Diagram logaritmik basa lemah3. pH > Ka

diabaikan

Grafik: grs dgn arah 45o kekiri melalui ttk (pKa,-logC)

MANFAAT DIAGRAM LOGARITMIK Utk mengetahui hubungan antara konsentrasi dan pH

Dapat digunakan untuk menghitung pH larutan

Hitung pH 100 ml larutan HAc 10-4M, Ka = 2 x 10-5Tahapan kerja:Tulis protolisa zat yg akan dihitung pH nyaHAc + H2O Ac- + H3O+Buat diagram logaritmik HAc 0,1MBuat diagram logaritmik H3O+Buat diagram logaritmik OH-

Diagram logaritmik HAc 10-4M, Ka = 2 x 10-5Buat titik P dgn koordinat [pKa,-logC] (4,7 ; 4 ) Tarik garis lurus dari ttk P (4,7 ; 4 ) 45o ke kanan (grs asam grs HAc)45o ke kiri ( grs basa grs Ac-)Buat titik Q dgn koordinat [pKa,(-logC+log2)] (4,7;4,3)Titik Q (4,7;4,3) adalah ttk belokTarik grs // absis,memotong ordinat di log C. dr kiri, melalui ttk Q dan grs asamTarik grs // absis,memotong ordinat di log C. dr kanan, melalui ttk Q dan grs basa

(4,7;4,3)(4,7 ; 4 )OH-H3O+

HAc + H2O Ac- + H3O+

pH dihitung dengan melihat protolisa HAcpH dihitung pada keadaan setimbang

Pd keadaan setimbang [Ac- ] = [ H3O+]

?????Di titik potong: garis Ac- dengan grs H3O+

OH-H3O+pH = 4,35

soalHitung pH larutan dibawah ini dgnmenggunakan diagram logaritmik :Larutan NaHCO3 0,1 MLarutan NaH2PO4 0,1MLarutan amonium asetat 0,1 M

H2CO3 + H2O HCO3- + H3O+ pKa1 = 6.34HCO3- + H2O CO3= + H3O+ pKa2 = 10.36protolisa NaHCO3

HCO3- + H2O CO3= + H3O+ diabaikan asam pKa = 10.36

HCO3- + H2O H2CO3 + OH- diabaikan basa pKb = 7.66

HCO3- + HCO3- CO3= + H2CO3 asam basa

pH dihitung dari protolisa:

HCO3- + HCO3- CO3= + H2CO3pH dihitung pada keadaan setimbangPd keadaan setimbang :

[ CO3= ] = [ H2CO3 ] dimana ????

Di titik potong:garis CO3= dengan grs H2CO3

Buat Diagram log H2CO3,H3O+ dan OH-Tarik grs // ordinat melalui ttk pot grsgaris CO3= dengan grs H2CO3 sampai memotong sumbu pH

Bandingkan nilai pH dengan menggunakan rumus:

pH = (pKw pKb HCO3- + pKa HCO3- )

H3PO4 + H2O H2PO4- + H3O+ pKa1 = 2H2PO4- + H2O HPO4= + H3O+ pKa2 = 6,8HPO4= + H2O PO4 + H3O+ pKa3 =11,5

Hitung pH Larutan NaH2PO4 0,1M

Protolisa yg terjadi:

H2PO4- + H2PO4- HPO4= + H3PO4

PH adl : grs //ordinat,melalui titik pot grs HPO4= dgn grs H3PO4 sampai memotong sumbu pH

soalDapatkah 25 ml HAc 0.1M dititrasi dengan 0.1N NaOH ? Dpl. Dptkah reaksi HAc dgn NaOH digunakan utk analisa kuantitatif Hitung salah titrasi kebetulan

Tahapan kerja:

1. Buat diagram logaritmik HAc 0,1M 2. Tulis persamaan reaksi yang terjadiHAc + NaOH NaAc + H2O 3. Tentukan pH ekivalent pH Ekivalent = pH Ac-

Ac- + H2O HAc + OH-

Ac- + H2O HAc + OH-

PH ekivalent : grs //ordinat,melalui titik potong grs HAc dan grs OH-

5. Tarik grs // ordinat, pd pH ekivalent 6. Hitung salah titrasi kebetulan Titrasi dpt dilakukan bila : salah titrasi Kebetulan 2%

F relatif = 0,04 % < 2 % Rx dpt digunakan

TITRASI ASAM BASA POLIVALENTH3PO4 + H2O H2PO4- + H3O+ pKa1 = 2H2PO4- + H2O HPO4= + H3O+ pKa2 = 6,8HPO4= + H2O PO4 + H3O+ pKa3 =11,5Dptkah H3PO4 dititrasi : sbg asam bervalensi I,II,III

H3PO4 sbg asam bervalensi I

H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O pH ekivalent

Rx Protolisa H2PO4-

H2PO4- + H2PO4- HPO4= + H3PO4

PH ekivalent adl : grs //ordinat,melalui titik pot grs HPO4= dgn grs H3PO4

PH ekivalent adl : grs //ordinat,melalui titik potong grs HPO4= dan grs H3PO4 = 4,4

F absolut = { [H3O+] + [OH-] + as + bs } grek/l = 10-4,4 + 10-9,6 + 10-3,4 + 10-3,4 = 4,4 x 10-4

F relatif = (4,4 x 10-4) / (5 x 10-2) x 100% = 0,9 % < 2 %

H3PO4 dpt dititrasi sbg as ber val I

soalDptkah indikator fenolftalein ( pH 8 9,6) dipergunakan pada titrasi HAc dengan NaOH 0,1M?

Tahapan kerja 1. Buat diagram logaritmik HAc 2. Tarik grs // ordinat pada pH 8 ( sesuai dengan range pH indicator) 3. Hitung salah titrasi sistimatik 4. Indikator dapat dipergunakan bila perhitungan salah titrasi relatif 2 %

pH-log C

H3O+

OH--

H3O+

HAc

HAc

OH--

Ac--

pHakhir = 8

= - [ 10-4,3 - 0 + 10-8 - 10-6 = - 2,4 x 10-5 grek/ltPerhitungan Salah Titrasi sistimatik< 2%ind PP dpt digunakan

SOALDibawah ini adalah data data dari asam,basa dan indikator

Dapatkah HB dititrasi dgn NaOHDapatkah HC dititrasi dgn NaOH

Dapatkah HB dititrasi dgn NaOH

Tulis pers reaksiHB + OH- H2O + B-Hitung nilai K

HB + H2O B- +H3O+

INDIKATOR ASAM BASA Indikator asam basa, umumnya merupakan asam - basa lemah

HIn(aq) H+(aq) + In(aq) asam basa

KERJA INDIKATOR ASAM BASA

Gunakan prinsip Le Chateliers : untuk memprediksi perubahan warna:

ASAM

HIn(aq) H+(aq) + In(aq)

H+ bertambahKesetimbangan bergeser ke kiri :membentuk warna merah

KERJA INDIKATOR ASAM BASABASA:OH- dominanOH- bereaksi dengan H+ membentuk air

HIn (aq) H+(aq) + In(aq) + OH-

H2OPersamaan bergeser ke kanan membentuk warna biru

Indikator asam basa HIn(aq) H+ (aq) + In- (aq)

Warna asam: warna HIn

Warna basa: warna In- pH1 = pKa 1 pH2 = pKa + 1pH1 + pH2 = 2 pKa pKaindikator = [pH1 + pH2]

SYARAT INDIKATOR ASAM BASAPerubahan warna harus mudah diamati.Harus segera berubah dalam rentang pH yang dibutuhkan dengan penambahan 'setengah' tetes reagen.

PERUBAHAN WARNA BEBERAPA INDIKATOR

SOAL 1Dapatkah 25 ml H2C2O4 0.1M dititrasi dengan NaOH 0.1N sebagai asam bervalensi satu, jika ya indikator apa yang dapat digunakan? Ka H2C2O4 - HC2O4 = 6,5 x 10-2 Ka HC2O4- - C2O4-2 = 6,1 x 10-5 Kw = 10-14

1. Hitung nilai KH2C2O4 + OH- HC2O4 + H2OH2C2O4 +H2O HC2O4 +H3O+

Dr (1) dan (2)

Ka H2C2O4 - HC2O4 = 6,5 x10-2 Kw = 10-14(1)(2)

2. Hitung salah titrasi kebetulanH2C2O4 + OH- HC2O4 + H2O

HC2O4 + HC2O4 H2C2O4 + C2O4 -2

pH ekivalent = adl grs // ordinat melalui ttk pot grs H2C2O4 dan grs C2O4 -2 pH ekivalent

Reaksi dpt digunakan

Pemilihan indikator pH ekivalent = 3,19 Pilih indikator yg range pH pH ekiv Metil orange pH 3,2 4,4 Hitung salah titrasi sistimatik dgn : pH akhir 3.2 Bila salah titrasi sistimatik < 2%, maka indikator MO dpt digunakan

Soal2. 10 ml larutan yang mgd NaOH,Na2HPO4 diencerkan dengan aquades sp volume menjadi 100 ml. Kemudian 10 ml larutan ini di + indikator PP dan tepat dititrasi dgn 10 ml lrt HCl 0,1 N,setelah titrasi selesai kedalamnya di + indikator MO dan titrasi dilanjutkan dgn 5mllrt HCl 0,1N. Tkan M NaOH dan Na2HPO4 dlm lrt tsb diatas

TITRASI ASAM BASA POLIVALENT Bentuk awal bentuk 1 bentuk 2 CO3= HCO3- H2CO3 PO4-3 HPO4-2 H2PO4- indikator pp mo

10 ml zMyM10 ml

Mis NaOH z M ; Na2HPO4 y M(V x N)NaOH = (V x N)HCl 10 x z = 10 x 0,1 z = 0,1 M

(V x N)HPO4== (V x N)HCl 10 x y = 5 x 0,1 y = 0,05 M

NaOH(VxN)awal = (VxN)stlh +H2O10 x NNaOH = 100 x 0,1NNaOH = 1M

Na2HPO4(VxN)awal = (VxN)stlh +H2O10 x NNa2HPO4 = 100 x 0,05NNa2HPO4 = 0,5M

10 mlz = 0,1 MY = 0,05 MSetelah + H2Oawal

Soal 3.Tuliskan tahapan kerja yang sdr lakukan jika sdr ingin menentukan kadar NaHCO3 dalam 10 ml larutan yang mengandung Na2CO3 dan NaHCO3

I. Data Na2CO3 basa CO3=Reaksi: CO3= HCO3-1mol = 1 grek Reaksi: CO3= H2CO31 mol = 2 grek Titrant: HCl Ind PP Titrant: HCl Ind MO NaHCO3 HCO3-

Asam : HCO3- CO3= Basa : HCO3- H2CO3

Titrant: NaOH xxxx Titrant: HCl Ind MO

II.ANALISA TITRAN HCl asam zat yg tertitrasi basaNa2CO3 : PP indikator

CO3= HCO3- H2CO3

NaHCO3: MO indikatorHCO3- H2CO3

I. PP ind Yg tertitrasi CO3= HCO3-

II. MO ind Yg tertitrasi CO3= H2CO3 HCO3- H2CO3PPMOMO

III.METODATitrasi I. Titrant HCl Ind : PPReaksi: CO3= HCO3- 1mol Na2CO3 = 1 grekPerhitungan:Grek HCl = grek Na2CO3(VxN)HCl = (VxN) Na2CO3

METODETitrasi II. Titrant HCl ; Ind : MO

Reaksi: Na2CO3 CO3= H2CO3 1mol Na2CO3 = 2 grek NaHCO3 HCO3- H2CO3 1mol NaHCO3 = 1 grek

Perhitungan:Grek HCl = grek Na2CO3 + grek NaHCO3(VxN)HCl = (VxN) Na2CO3 + (V x N) NaHCO3

PERHITUNGANdr titrasi I:Grek HCl = grek Na2CO3(VxN)HCl = (VxN) Na2CO3 (pers 1.)

dr titrasi II:Grek HCl = grek Na2CO3 + grek NaHCO3(VxN)HCl = (VxN) Na2CO3 + (V x N) NaHCO3 . (pers2)

Dr pers (1) dan (2) dpt dihit : NNa2CO3 N NaHCO3

IV PELAKSANAANPersiapan sample:

ambil 100 ml sampel dgn volum pipet,masukkan kedalam labu takar 250 ml, encerkan dgn aquadest sp vol 250 ml

2. Pembuatan larutan standart:

Lar standart HCl 0,1N Lar Na2CO3 0,1N Ind PP,MO

IV PELAKSANAAN3. Standarisasi lar HCl dgn lar Na2CO3

4. Pelaksanaan titrasi Prosedur:I ambil 25 ml sampel + ind PP lalu titrasi dgn HCl 0,1N sp warna pink hilang (mis digunakan HCl 5 ml)

Perhitungan prosedur 1.

Mis: Na2CO3 : z M / 250 ml NaHCO3 : y M / 250 ml

Grek Na2CO3 = grek HCl

(V x N) Na2CO3 = (V x N)HCl 25 x z = 5 x 0,1 z = 0,02 M

Titrasi II:

Prosedur: 25 ml sampel + ind MO,titrasi dgn HCl 0,1N mis HCl yg digunakan 15 ml

Perhitungan:

Grek HCl = grek Na2CO3 + grek NaHCO3(VxN)HCl = (VxN) Na2CO3 + (V x N) NaHCO3 15 x 0,1 = (25 x 0,04) + 25 x y Y = 0,02 M

100 ml sampel +H2O sp vol 250 ml Na2CO3 : z M / 250 ml NaHCO3 : y M / 250 ml Na2CO3 0,02M/250 mlKadar Na2CO3100 x MNa2CO3 = 250 x 0,02MNa2CO3 = 0,05

NaHCO3 0,02M/250 mlKadar NaHCO3100 x MNaHCO3 = 250 x 0,02MNaHCO3 = 0,05

**