Metode Titrimetri / Volumetri
Prosedur analisis kimia yang didasarkan pada pengukuran jumlah larutan titran yang bereaksi dengan analit. Larutan titran : larutan yang digunakan untuk mentitrasi, biasanya digunakan suatu larutan standar Larutan standar: larutan yang telah diketahui konsentrasinya titrasi dilakukan dengan menambahkan sedikit demi sedikit titran ke dalam analit
Level volume titran Klem
aA + t T produk sejumlah a molekul analit A bereaksi dengan t molekul reagensia T (titran). (titran). Penambahan titran dilakukan sedikit demi sedikit melalui buret.
buret
Stopcock
erlenmeyer Larutan analit
Pengaduk magnet
Titik ekuivalen Titik dimana jumlah titran yang ditambahkan ekuivalen dengan jumlah analit secara stoikhiometri
Konsentrasi Larutan
Molaritas (M) mol A = M= Liter larutan M=
mol V
Untuk mencari gram zat terlarut: g = M x V x BM
mmol A mL larutan
Soal: Hitung molaritas suatu larutan H 2SO4 yang mempunyai densitas 1,30 g/ml dan mengandung 32,6% bobot SO3. BM SO3=80,06 •
•
Jawab: 1 liter larutan mengandung 1,30 g/ml x 1000ml/L x 0,326 = 424 g SO3
(424g) / (80,06 g/mol) M= = 5,3 mol/L 1 liter Karena 1 mol SO3 menghasilkan dalam air maka ada 5,3 mol/L H 2SO4 dalam larutan itu
Soal
Berapa gram Na2SO4 (142,1 g/mol) diperlukan untuk membuat larutan sebanyak 250 mL dengan konsentrasi 0,683 M p. 138
Normalitas (N) N=
ek A Liter larutan
ek N= V
=
ek =
mek A mL larutan
gram Berat Ekuivalen
Untuk mencari gram zat terlarut: g = N x V x BE
Soal:
Hitung berapa gram Na2CO3 murni diperlukan untuk membuat 250 ml larutan 0,150 N. Natrium karbonat itu dititrasi dengan HCl menurut persamaan CO32- + 2H+ H2CO3 •
Jawab: tiap Na2CO3 bereaksi dengan 2H+ , oleh itu berat ekuivalennya ekuivalennya setengah BMnya, 106/2 = 53 g/ek jadi, banyaknya banyaknya Na2CO3 yang diperlukan: ek = g/BE g = (0,15 ek/L) x (0,25 L) x (53 g/ek) = 1,99 g •
Persen Berat gram zat terlarut dalam 100 g larutan g zat terlarut
%= x 100% g zat terlarut + g pelarut HCl pekat (BM 36,5) mempunyai densitas 1,19 g/ml dan mengandung 37% berat HCl. Berapa ml asam pekat ini harus diambil dan diencerkan menjadi 1 liter untuk membuat larutan 0,100 M
g = M x V x BM = (0,100 mol/L) x (1 L) x (36,5 g/mol) = 3,65 gram dalam 1 ml HCl pekat terdapat 1,19 g/ml HCl x 0,37 = 0,44 g/ml
Berapa M HCl pekat? M = mol/L = g/(BM x V) gram HCl = (1,19 g/ml) x (1000ml/L) x 0,37 = 440 g/L M = 440 g / {(36,5 g/mol) x 1 L }= 12,055 M
ml = V1=
3,65 g = 8,3 ml 0,44 g/ml M2 x V2 0,1 x 1 = 12,055 M1
= 0,0083 L = 8,3 ml
Jenis - jenis titrasi
Titrasi asam - basa titrasi redoks titrasi pembentukkan kompleks titrasi pengendapan
Titrasi Asam - Basa
Titran merupakan asam atau basa kuat
titrasi titrasi titrasi titrasi
asam kuat - basa kuat basa kuat - asam kuat asam lemah - basa kuat basa lemah - asam kuat
Indikator: zat yang ditambahkan ke Indikator: dalam larutan analit untuk mengetahui titik akhir titrasi
Penentuan titik akhir titrasi
Perhatikan perubahan warna
Kurva Titrasi Asam Kuat - Basa Kuat
pH
12 11 10 9 8 7
Fenolftalein Titik ekuivalen
Biru bromtimol
6
Merah metil
5 4 3 2 1 10
20
30
40
50
60
70
ml NaOH
Titrasi asam kuat - basa kuat misalkan 50ml HCl 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,1M HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) atau H+(aq) + OH-(aq) H2O(l)
sebelum penambahan NaOH HCl adalah asam kuat dan terdisosiasi lengkap, jadi [H+] = 0,1 pH = - log [H+] = 1
Setelah penambahan 10 ml NaOH reaksi yang terjadi selama titrasi adalah H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) (50 ml) x (0,1 mmol/ml) H= bereaksi dengan (10 ml) x (0,1 mmol/ml) OHH+(aq) 5,00 mmol 1,00 mmol 4,00 mmol
+ OH-(aq) 1,00 mmol 1,00 mmol
H2O(l)
0
dalam kesetimbangan terdapat 4,00 mmol H= dalam 60 ml larutan. Jadi, [H+] = 4,00 mmol / 60ml = 6,67 x 10-2 mmol/ml pH = - log [H+] = 2 - log 6,67 = 1,18 hitung pH larutan setelah penambahan 20, 30, 40, 45 dan 49,9 ml NaOH
Setelah penambahan 50 ml NaOH reaksi berlangsung sempurna, garam yang dihasilkan yaitu NaCl tidak asam dan dan tidak pula basa dalam larutan air (tidak dihidrolisis), maka larutan itu netral; [H+] = [OH-] = 1,0 x 10-7 pH = 7 Setelah penambahan 60 ml NaOH
Perhatikan: setelah titik ekuivalen tercapai (besar pH = 7,00), penambahan 0,05 ml titran akan merubah pH menjadi 9,7 nilai tersebut diperoleh dari H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) 5,00 mmol 5,05 mmol 5,00 mmol 5,00 mmol 0 0,05 mmol dalam kesetimbangan terdapat 0,05 mmol OH - dalam 100,05 ml larutan. Jadi, [OH-] = 0,05 mmol / 100,05 ml = 0,0005 mmol/ml pOH = - log [OH-] = 3,30125 pH = 14 - pOH = 9,7
H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) 5,00 mmol 6,00 mmol 5,00 mmol 5,00 mmol 0 1,00 mmol dalam kesetimbangan terdapat 1,00 mmol OH- dalam 110 ml larutan. Jadi, [OH-] = 1,00 mmol / 110ml = 9,1 x 10-3 mmol/ml pOH = - log [OH-] = 3 - log 9,1 = hitung pH larutan setelah 2,04 penambahan 51, 70, 80, pH = 14 - pOH = 11,96 100 ml NaOH
Perubahan warna pada fenolftalien
Perubahan warna terjadi pada pH 8,3 - 10
Perubahan warna pada biru bromtimol
Perubahan warna terjadi pada pH 6 - 7,6
Perubahan warna pada merah metil
Perubahan warna terjadi pada pH 4,2 - 6,3
Kurva Titrasi Asam Lemah - Basa Kuat
pH
12 11 10 9
Titik ekuivalen
8 7 6 5 4 3 2 1 10
20
30
40
50
60
70
ml NaOH
Titrasi asam lemah - basa kuat misalkan 50ml suatu asam lemah HA Ka =1,0 x 10-5 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,1M
sebelum penambahan NaOH HA adalah asam lemah dan terdisosiasi dengan lemah HB (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + AMaka dianggap [H3O+] [A-] dan [HA] = 0,1 - [H 3O+] 0,1 [H3O+][A-] [HA] [H3O]2 0,1
= Ka
= 1,0 x 10-5
[H3O+] = 1,0 x 10-3 pH
= 3,00
(aq)
Setelah penambahan 10 ml NaOH reaksi yang terjadi selama titrasi adalah HA + OH- H2O + A(50 ml) x (0,1 mmol/ml) HA bereaksi dengan (10 ml) x (0,1 mmol/ml) OH HA 5,00 mmol 1,00 mmol 4,00 mmol
+
OH-
H2O
+
A-
1,00mmol 1,00mmol 0
1,0mmol 1,0mmol
dalam kesetimbangan terdapat 4,00 mmol HA dan 1,0 mmol A- dalam 60 ml larutan.
[HA] =
4,00
- [H3
O+]
60
[A-] =
1,00 60
+ [H3O+]
4,00 60 1,00 60
[H3O+][A-] = Ka [HA]
Setelah penambahan 50 ml NaOH ( pH pada titik titik ekuivalen) ekuivalen) terbentuk 5,00 mmol A-; [A-] = 5,00/100 = 0,05M A- adalah basa dan reaksinya dengan air adalah A- + H2O HA + OHdianggap [HA] [OH-] maka [HA][OH-] = Kb = 1,0 x 10-9
[A- ] [H3O+] (1,0/60)
= 1,0 x 10-5
(4,0/60) [H3O+] = 4 x 10-5 pH
= 5 - log 4 = 4,40
[OH-] 0,05
2
= 1,0 x 10-9
[OH-] = 7,1 x 10-6 pOH = 5,15 pH = 8,85
Setelah penambahan 60 ml NaOH setelah tercapai titik ekuivalen, masih terdapat 10 ml OH - 0,1M atau 1,0 mmol sementara OH- yang dihasilkan dari reaksi A- + H2O HA + OHdapat diabaikan, sehingga 1,0 mmol [OH-] = = 9,1 x 10-3 110 ml pOH pH
= 2,04 = 11,96
Perhatikan: setelah titik ekuivalen tercapai (besar pH = 8,85), penambahan 0,10 ml titran akan merubah pH menjadi 9,7 nilai tersebut diperoleh dari 0,01 mmol [OH-] =
= 9,99 x 10-5 100,1 ml
pOH pH
= 4,0 = 10,0
Cara menghitung pH titrasi untuk titrasi asam lemah - basa kuat Spesi yang terdapat pada larutan
T=0 T<1
HA
asam terionisasi HA dan A-
buffer
T=1
A-
HA + OH
Persamaan HA + H2O [H3
O+]
Ka =
H3
O++
= Ka.[HA]
[H3O+][A-] [HA]
A- + H2O
OH-
Ka =
A- + H2O [H3O+][A-]
[H3
[HA] = [A-]
O+]
pH = pKa + log
HA + OH
Garam [OH-] = Kb.[A-] terhidrolisis
T>1
A-
-
[OH-] = kelebihan titran
-
Kb =
[A-] [HA]
[HA][OH -] [A-]
[HA] = [OH -]
Cara menghitung pH titrasi untuk titrasi basa lemah - asam kuat Spesi yang terdapat pada larutan
T=0 T<1
B
Basa terionisasi
T=1
HB+ Garam terhidrolisis
T>1
B + H2O
H3O+
HB+
+ OH
-
[OH-] = Kb.[A-]
B dan HB+
buffer
B + H 3O +
Persamaan
Kb =
HB+ + H2O
[HB+][OH -] [B]
[HB] = [OH -]
[HB+][OH -] [B]
Kb =
HB+ + H2O
pOH = pKb + log
H3O++ B
[H3O+] = Ka.[HB+]
[H3O+] = kelebihan titran
Ka =
[HB+]
[H3O+][B] [HB+]
[H3O+] = [B]
[B]
Soal
Senyawa cisplatin Pt(NH3)2Cl2 sebagai agen chemotherapy yang dapat dibuat sesuai reaksi berikut: (NH4)2PtCl4 (s)+ 2NH3 (aq) 2 NH4Cl(aq)+ Pt(NH3)2Cl2 (s) untuk membuat cisplatin, anda mereaksikan sebanyak 15,5 gram padatan (NH4)2PtCl4 dengan 225 mL larutan NH3 0,75M
a. tentukan reaksi yang terjadi bila NH3 dilarutkan dalam air b. tentukan pH larutan NH3 0,75M (Kb NH3=1,8 x 10-5) c. tuliskan reaksi ionisasi (NH4)2PtCl4 dan Pt(NH3)2Cl2 bila larut dalam air
d. antara larutan (NH4)2PtCl4 (373 g/mol) dan Pt(NH3)2Cl2 (300g/mol) bila larut dalam air dengan molaritas yang sama, manakah yang mempunyai daya hantar listrik paling pal ing besar e. Berdasarkan data di atas tentukan pereaksi yang jumlahnya berlebih, dan tentukan mana pereaksi pembatas f. berapa banyak cisplatin yang dapat terbentuk sebanyakbanyaknya g. sesudah pereaksi pembatas digunakan dan dihasilkan cisplatin yang maksimum, apa dan berapa gram jumlah pereaksi yang tersisa h. tentukan molaritas larutan NH 4Cl yang terbentuk dari reaksi tersebut
Jawab
a. NH3 (aq)+ H2O NH4OH(aq) b. Kb = [NH4+][OH -]
1,8 .10-5 =
[NH3] [x]2
NH4+(aq) + OH-(aq) [NH4+] = [OH-] = x [NH3] = 0,75 - x 0,75
0,75
x = 3,6 .10-3 [OH-] = x = x = = pOH = - log 3,6.10 -3 pOH = 2,435 pH = 14 - 2,435 = 11,565
c. (NH4)2PtCl4 (aq) NH4+ (aq) + PtCl42- (aq) Pt(NH3)2Cl2 4 (aq) Pt(NH3)22+ (aq) + 2Cl- (aq) d. keduanya merupakan elektrolit kuat
(NH4)2PtCl4 (s) + 2NH3 (aq) 2 NH4Cl(aq)+ Pt(NH3)2Cl2 (s)
e. mol (NH4)2PtCl4 = 15,5 g/ 373 = 0,0416 mol mol NH3 = 0,225 L x 0,75 mol/L = 0,16875 mol 1 mol (NH4)2PtCl4 2 mol NH3 0,0416 mol(NH4)2PtCl4 0,0832 mol NH3 pereaksi pembatas adalah (NH4)2PtCl4
f. cisplatin yang terbentuk 0,0416 mol x 300 g/mol = 12,48 g
g. sisa NH3 0,16875 mol - 0,0832 mol = 0,08555 0,08555 mol = 0,08555 mol x 17g/mol = 1,454 g NH3
h. jumlah mol NH4Cl = 2 x 0,0416 mol = 0,0832 mol molaritas = 0,0832 mol / 0,225 L = 0,36978 M