Laporan_praktikum_titrasi_asam_basa_dan_konstanta_keasaman_ka_modul_2.docx

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM MATERI dan ENERGI KONSTANTA KEASAMAN dan TITRASI ASAM BASA

Oleh NAMA

: ANGELIA ASTRIA

NIM

: 31160048

ASISTEN

: YUMECHRIS AMEKAN, S.Si, M. Biotech.

PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULTAS BIOTEKNOLOGI UNIVERSITAS KRISTEN DUTA WACANA YOGYAKARTA 2016

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak dapat dilepaskan dari larutan asam dan larutan basa. Contohnya dalam budidaya ikan, kita harus mengetahui tingkat keasamaan atau kebasaan pada air yang digunakan dengan menghitung tingkat pH–nya. Kita dapat menghitung tingkat pH-nya apabila kita mengetahui konsentrasi larutan tersebut. Salah satu langkah yang paling efektif dan tepat adalah dengan melakukan titrasi. Penentuan normalitas NaOH dengan larutan standar asam oksalat dan penetapan kadar asam cuka perdagangan selalu dilakukan dengan cara titrasi. Penetapan kadar asam cuka perdagangan dilakukan untuk mengetahui kebenaran kadar yang tertera pada etiket asam cuka yang dijual di pasaran. Oleh sebab itu, di lakukan praktikum ini untuk memahami prinsip titrasi asam basa. B. Tujuan Tujuan praktikum ini adalah untuk memahami prinsip titrasi asam basa, menentukan harga konstanta keasaman (ka) dari asam karbonat, menentukan massa molekul dari asam mono basis murni, menentukan normalitas larutan NaOH denga larutan standar asam oksalat dan menetapkan kadar asam cuka perdagangan.

BAB II LANDASAN TEORI Asam didefinisikan sebagai senyawa yang mengandung Hidrogen yang bereaksi dengan basa. Basa adalah senyawa yang mengandung ion OH- atau menghasilkan OHketika bereaksi dengan air. Basa bereaksi dengan asam untuk menghasilkan garam dan air.)Teori Bronsted memperluas definisi asam dan basa dengan menjelaskan lebih banyak mengenai suatu larutan kimia. Misalnya, teori Bronsted menjelaskan lebih banyak mengenai suatu larutan amonium klorida bersifat asam dan larutan natrium asetat bersifat basa. Dalam teori Bronsted, asam didefinisikan sebagai suatu zat yang dapat memberikan proton kepada zat yang lain . Dalam hali ini , proton adalah atom hidrogen yang kehilangan elektronnya. Basa adalah zat yang menerima proton dari zat lain. Reaksi asam dan basa menghasilkan menghasilkan asam dan basa yang lain (Golberg, 2002). Menurut Arrhenius asam adalah zat yang bila dilarutkan dalam air terionisasi menghasilkan ion H+ dalam larutannya. Sedangkan basa adalah zat yang bila dilarutkan dalam air terionisasi menghasilkan ion OH-. Menurut lewis, asam adalah suatu spesies yang dapat menerima pasangan elektron bebas (akseptor pasangan elektron) dalam suatu reaksi kimia. Basa adalah suatu spesies yang dapat memberikan pasangan elektron bebas (donor pasangan elektron) (Anonim, 2008). Titrasi asam basa sering disebut asidimetri-alkalimetri, sedang untuk titrasi atau pengukuran lain-lain sering juga dipakai akhiran –ometri menggantikan –imetri. Kata metri berasal dari bahasa Yunani dan berarti ilmu, proses atau seni mengukur; i dan o dalam hubungan dengan metri berarti sama saja, yaitu dengan atau dari (with atau if), akhiran –i berasal dari bahasa Latin dan –o dari bahasa Yunani. Jadi, asidimetri dapat diartikan pengukuran jumlah asam ataupun pengukuran dengan asam (yang diukur jumlah asam atau garam) (Harjadi, 1985). Standarisasi dapat dilakukan dengan titrasi. Titrasi merupakan proses penentuan konsentrasi suatu larutan dengan mereaksikan larutan yang sudah ditentukan konsentrasinya (larutan standar). Titrasi asam basa adalah suatu titrasi dengan menggunakan reaksi asam basa (reaksi penetralan). Prosedur analisis pada titrasi asam basa ini adalah dengan titrasi volumemetri, yaitu mengukur volume dari suatu asam atau basa yang bereaksi (Syukri, 1999)

Gambar set alat titrasi Titrasi asam basa melibatkan asam maupun basa sebagai titer ataupun titrant. Kadar larutan asam ditentukan dengan menggunakan larutan basa atau sebaliknya. Titrant ditambahkan titer tetes demi tetes sampai mencapai keadaan ekuivalen ( artinya secara stoikiometri titrant dan titer tepat habis bereaksi) yang biasanya ditandai dengan berubahnya warna indikator. Keadaan ini disebut sebagai “titik ekuivalen”, yaitu titik dimana konsentrasi asam sama dengan konsentrasi basa atau titik dimana jumlah basa yang ditambahkan sama dengan jumlah asam yang dinetralkan : [H+] = [OH-]. Sedangkan keadaan dimana titrasi dihentikan dengan cara melihat perubahan warna indikator disebut sebagai “titik akhir titrasi”. Titik akhir titrasi ini mendekati titik ekuivalen, tapi biasanya titik akhir titrasi melewati titik ekuivalen. Oleh karena itu, titik akhir titrasi sering disebut juga sebagai titik ekuivalen. Pada saat terjadi perubahan warna indikator, titrasi dihentikan. Indikator berubah warna pada saat titik ekuivalen. Pada saat titik ekuivalen maka mol-ekuivalen asam akan sama dengan mol-ekuivalen basa, maka hal ini dapat ditulis sebagai berikut: mol-ekuivalen asam = mol-ekuivalen basa Mol-ekuivalen diperoleh dari hasil perkalian antara normalitas (N) dengan volume, maka rumus diatas dapat ditulis sebagai berikut: N asam x V asam = N asam x V basa (Sukmariah, 1990). Dengan menggunakan data volume titran, volume dan konsentrasi titer maka bisa dihitung konsentrasi titran tersebut. Larutan yang mempunyai konsentrasi molar yang diketahui, dapat dengan mudah digunakan untuk reaksi-reaksi yang melibatkan prosedur

kuantitatif. Kuantitas zat terlarut dalam suatu volume larutan itu, dimana volume itu diukur dengan teliti, dapat diketahui dengan tepat dari hubungan dasar berikut ini: Mol = liter x konsentrasi molar atau: Mmol = ml x konsentrasi molar Perhitungan-perhitungan stokiometri yang melibatkan larutan yang diketahui molaritasnya bahkan lebih sederhana lagi. Dengan definisi bobot ekuivalen, dua larutan akan bereaksi dengan tepat satu sama lain bila keduanya mengandung gram ekuivalen yang sama. Dalam hubungan ini, kedua normalitas harus dinyatakan dengan satuan yang sama, demikian juga kedua volume (Brady, 1990). Konsentrasi larutan asam basa sering menggunakan satuan kemolaran (M). Konversi dari suatu kemolaran ke normalitasan adalah mengalikan valensi (n) asam atau basa dengan kemolaran. Sebaliknya dari suatu kenormalan ke satuan kemolaran adalah membagi kemolaran dengan valensi asam atau basa. Konversi ini dapat dirumuskan sebagai berikut: Dengan rumus : VA . MA . nA = VB . MB . nB Keterangan : VA = Volume sebelum pengenceran MA = Molaritas sebelum pengenceran VB = Volume setelah pengenceran MB = Molaritas setelah pengenceran nA = Valensi asam nB = Valensi basa (Keenan, 1991).

Jenis-jenis titrasi asam basa adalah: 1. Titrasi asam dengan basa kuat

Diakhir titrasi akan terbentuk garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat. Misal: HCl + NaOH → NaCl + H2O 2. Titrasi asam lemah dan basa kuat Pada akhir titrasi terbentuk garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat. Misal: asam asetat dengan NaOH. CH3COOH + NaOH→ CH3COONa + H2O 3. Titrasi basa lemah dan asam kuat Pada akhir titrasi akan terbentuk garam yang berasal dari basa lemah dan asam

kuat.

Misal : NH4Cl dan HCl NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O 4. Titrasi asam lemah dan basa lemah Pada akhir titrasi akan terbentuk garam yang berasal dari asam lemah dan basa

lemah.

Misal : asam asetat dan NH4OH CH3COOH + NH4OH→ CH3COONH4 + H2O (Sukmariah, 1990).

BAB III METODOLOGI

A. Alat Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah buret 50 mL 2 buah, neraca analitik 1 buah, pH meter 1 set, labu erlenmeyer 250 mL 6 buah, corong gelas 2 buah, labu ukur 100 dan 250 mL masing-masing 1 buah, pipet gondok 25 dan 10 mL masingmasing 1 buah, pipet ukur 10 mL 1 buah, gelas beker 150 mL 2 buah dan pengaduk 1 buah. B. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah asam oksalat padat 0,63 gram, larutan NaOH 0,1 M, larutan HCl 0,1 M, larutan Na 2CO3 0,1 M, larutan asam cuka/asam asetat perdagangan, larutan asam lemah monobasis (cuplikan) CH 3COOH, indicator fenolftalin dan air suling. C. Cara Kerja a. Titrasi Asam Basa i.

Menentukan Normalitas Larutan Naoh

Menimbang 0,63 gram asam oksalat (C2H2O4 ) menggunakan neraca analitik.

Melarutkan 0,63 gram asam oksalat (C2H2O4) dengan air suling sebanyak 100 mL Memasukan larutan asam oksalat (C2H2O4) 0,05 M kedalam biuret sebanyak 50 mL Menuangkan 15 mL larutan NaOH ke dalam erlenmeyer dan menambahkan 10 mL air suling dan 3 tetes indicator fenolftalin

Melakukan pekerjaan titrasi sebanyak 3 kali dan menghitung volume rata-rata asam oksalat (C2H2O4) yang digunakan.

ii.

Kadar Asam Asetat Perdagangan

Mengencerkan 5 mL larutan asam asetat perdagangan dalam labu ukur 250 mL dengan air suling sebanyak 250 mL

Mengambil 10 mL larutan asam asetat hasil pengenceran dan memasukan dalam erlenmeyer ukuran 250 mL dan menambahkan 3 tetes indicator fenolptalin

Melakukan titrasi dengan larutan NaOH standar hingga terjadi perubahan warna

Melakukan pekerjaan titrasi sebanyak 3 kali dan menghitung volume rata-rata NaOH yang digunakan.

b. Konstanta Keasaman i.

Menentukan harga ka1 dan ka2 dari Na2CO3

Menghidupkan alat pH meter untuk pemanasan

Mengambil 10 mL larutan garam Na2CO3 0,1 M dan menuangkan dalam gelas beker 150 mL serta mengencerkan dengan air sehingga elektroda pH meter dapat tercelup

Mengisi biuret dengan larutan standar HCl 0,1 M dan memasangnya di atas larutan Na2CO3 yang akan dititrasi.

Membuat kurva hubungan pH larutan volume penitrir dan Menambahkan indicator pp 2antara tetes pada larutanvsgaram Nalarutan 2CO3 dan mengukur menentukan harga ka1 dan ka2 dengan menggunakan persamaan pH = pKa pH-nya. Menambahkan larutan HCl kedalam larutan 1Na2CO3 dan mengukur pH 1 danpada pH =setiap penambahan pKa1 + pKa larutan 2 2 1 mL2HCl.

ii.

Menentukan Harga Ka dan Massa Molekul Cuplikan Asam Monobasis Murni

Mengambil larutan cuplikan yang telah dibuat dari pengenceran 100 kali cuplikan asam murni sebanyak 20 mL

Menambahkan 2 tetes indicator pp dan menyiapkan larutan NaOH ke dalam biuret

Menambahkan larutan NaOH ke dalam larutan asam cuplikan dan mengukur pH larutan setiap penambahan 1 mL

Membuat kurva hubungan pH larutan vs mL NaOH dan menentukan harga ka dan massa molekulnya.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Titrasi Asam Basa Indikator pp(fenolftalin) yang digunakan pada titrasi asam basa kali ini merupakan asam monoprotik lemah yang biasa kita

sebut Hln. Untuk menjadi indikator yang

efektif, Hln dan basa konjugatnya, In- , memiliki warna yang berbeda. Dalam larutan, asam ini akan terionisasi menjadi: Hln(aq) ↔ H+(aq) + In-(aq) Pada awal proses titrasi, larutan asam oksalat 0,05 M yang telah diencerkan di titrasikan pada larutan NaOH yang telah di teteskan indicator fenolftalin sebanyak tiga tetes. Ketika fenolftalin yang berwarna bening dan bersifat asam diteteskan pada NaOH yang basa maka fenolftalin akan terionisasi menjadi ion hidronium dan basa konjugatnya (berwarna ungu). Ion hidroksida pada NaOH akan bereaksi dengan ion hidronium membentuk molekul air (H2O) sehingga ion hidronium pada produk semakin berkurang dan ion hidronium pada reaktan berpindah ke produk(ke kanan) untuk menggantikan ion hidronium yang semakin berkurang, sehingga reaksi cenderung dominan ke arah kanan ( semakin banyak basa konjugat yang terbentuk) dan menyebabkan larutan NaOH berwarna ungu ketika diteteskan fenolftalin sebanyak tiga tetes. Hln(aq) + OH-↔ H2O(aq) + ln-(aq) Ketika asam oksalat yang bersifat asam ditambahkan pada larutan NaOH yang telah diteteskan fenolftalin sebanyak tiga tetes, maka ion hidronium pada fenolftalin/Hln semakin bertambah dan berlebih. Ion hidronium akan bereaksi dengan basa konjugat In - ( berwarna ungu) membentuk Hln berwarna bening dan reaksi cenderung ke arah kiri. Inilah yang menyebabkan warna merah jambu pada larutan NaOH yang telah ditetesi fenolftalin berubah warna bening ketika dititrasi dengan asam oksalat. Ketika titrasi asam oksalat kedalam larutan NaOH sudah menghasilkan warna bening, inilah yang dikatakan mol asam oksalat = mol NaOH atau sudah mencapai titik ekivalen. Untuk menentukan kadar asam cuka perdagangan, asam asetat yang telah diencerkan dan ditetesi dengan indicator fenolftalin sebanyak tiga tetes dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M. Fenolftalin yang semula berwarna bening tidak memberikan

perubahan warna ketika diteteskan pada asam asetat sebab ion H + berikatan dengan ion ln(berwarna ungu) pada fenolftalin sehingga membentuk Hln(berwarna bening). Ketika larutan NaOH yang mengandung ion hidroksida diteteskan pada asam asetat, ion hidroksida akan berikatan dengan ion hidronium membentuk air (H2O) sehingga ion hidronuim pada asam asetat semakin berkurang. Ion hidronium pada reaktan menggantikan ion hidronium yang hilang karena bereaksi dengan ion hidroksida sehingga reaksi cenderung ke arah produk(kanan) dan menyebabkan semakin banyak ion ln- yang terbentuk (berwarna ungu). Ketika ion hidronuim pada reaktan tidak dapat mengimbangi jumlah ion ln-(warna ungu) maka akan tampak warna merah jambu. Ketika asam asetat telah berubah warna merah jambu, inilah yang dikatakan mol NaOH=mol asam asetat perdagangan atau sudah mencapai titik ekivalen. a. Menentukan normalitas larutan NaOH i. Konsentrasi asam oksalat sebagai larutan stock primer Diketahui: Massa asam oksalat (C2H2O4.2H2O) = 0,63 g Mr asam oksalat = 126 g/mol Volume asam oksalat = 100 mL = 0,1 L Molaritas asam oksalat = massa asamoksalat 0,63 g ( )/ vol larutan asam oksalat = ( Mr asam oksalat 126 g /mol )/0,1L= 0,005 mol / 0,1 L=0,05 M(konsentrasi asam oksalat) C2H2O4 → 2H+ +C2O42Berdasarkan reaksi di atas, diketahui bahwa asam oksalat memiliki valensi asam 2. Normalitas asam oksalat = n × M = 2 ek/mol × 0,05 mol/L= 0,1 N. ii. Penentuan normalitas NaOH Diketahui: Volume NaOH saat titrasi = 15 mL Volume rata-rata asam oksalat saat titrasi = (12+12+11)/3= 11,67 mL Normalitas asam oksalat = 0,1 ek/L Normalitas NaOH pada saat titik ekivalen adalah (N.V)asam = (N.V)basa (N.v)oksalat = (N.V)NaOH ( 0,1 ek/L × Voksalat = NNaOH × 15 mL NNaOH = (0,1 ek/L × 11,67mL)/15mL = 0,078 N ≈ 0,08 N b. Menentukan kadar asam asetat perdagangan i. Menentukan volume asam asetat yang dititrasi = 5 mL dengan pengenceran 50 kali Volume rata-rata NaOH untuk titrasi = (7,4+10+10,1)/3=9,17 mL Normalitas NaOH = 0,08 N

p( M=

=

[1

g mL )× kadar zat ×1000( ) mL L ¿ ¿ ¿ g 25 mL × ×1000 ] mL 100 L 60 g/mol

( )

= 4,17 mol/L = 4,17 M

N = M × n = 4,17 M × 1 = 4,17 N ii.

Penentuan kadar asam asetat perdagangan Karena dalam titrasi ini, digunakan standar NaOH yang konsentrasinya ± 0,1 N sehingga larutan asam cuka perlu diencerkan terlebih dahulu

agar konsentrasinya menjadi

± 0,1 N .

Dalam percobaan ini

dilakukan 50 kali pengenceran asam cuka ( dari volume 5 mL menjadi 250 mL ) (V × N )NaOH = (V×N)CH3COOH 10 mL × 0,08 N = 10 mL × NCH3COOH NCH3COOH = 0,08 N MCH3COOH = NCH3COOH × faktor pengenceran=0,08 × 50= 4 M Gram CH3COOH = MCH3COOH × MrCH3COOH = 4 mmol/mL × 60 mg/mmol =240 mg/mL =0,24 g/mL b Persentase CH3COOH( ) = gram CH3COOH × 100% v =0,24 g/mL × 100% = 24%. B. Konstanta Keasaman a. Penentuan harga Ka1 dan Ka2 dari Na2CO3 Volume penambahan HCl (mL) awal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

pH Na2CO3 12,95 12,63 12,04 11,77 11,50 11,27 11,06 10,85 10,64 10,12 9,20

Garam Na2CO3 berasal dari basa kuat NaOH dan asam lemah H 2CO3(asam karbonat). Proses ini bertujuan untuk mengetahui konstanta keasaman yang dimiliki asam karbonat yang merupakan asam lemah dibasis sehingga dapat dicari Ka1 dan Ka2nya. Volume akhir titrasi = volume ekuivalen = 10 mL pH akhir titrasi = pH ekuivalen = 9,20 Volume pKa2 = setengah dari volume ekuivalen = 5 mL

pH Na2CO3

pKa2 = pH pada saat setengah volume ekuialen = 11,27

[Cite your

Berdasarkan data diatas maka pH dapat diperoleh: pH =

1 pKa 1 + 2

1 pKa 2 2

1 1 pKa 1 = pH ekuivalen pKa 2 = 9,20 – 5,635 2 2 pKa=¿ 2.3,565=7,13

pKa1 = - log Ka1 Ka1 = 10–pKa1 =10-7,13 =7,41×10-8 pKa2 = 11,27 pKa2 = -log Ka2 Ka2 =10--pKa2 = 10-11,27 = 5,37 × 10-12

KURVA 14 12 10 8 6 4 2 0

0

2

4

6

Volume penambahan HCl(mL)

8

10

12

Dari kurva diatas, didapati bahwa pH mengalami penurunan dari 10,12 menjadi 9,20 namun tidak mengalami penurunan secara dratis karena larutan Na2CO3 merupakan asam konjugasi dan bersifat buffer sehinga mampu mempertahankan pH pada kapasitas tertentu. b. Penentuan harga Ka dan massa molekul cuplikan asam mononasis murni Volume penambahan NaOH (mL) awal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

pH CH3COOH 4,48 4.58 4,78 4,91 5,00 5,14 5,21 5,25 5,29 5,33 5,37 5,40 5,44 5,50 5,53 5,57 5,61 5,66 5,71 5,75 5,78 5,84 5,87 5,90 5,95 6,01 6,07 6,15 6,31 6,34 6,41 6,78 7,53

Dari data diatas kita dapat menentukan harga Ka dan massa molekul cuplikan asam monobasis murni.

Diperoleh volume akhir titrasi = wolume ekuivalen = 32 mL pH akhir titrasi = pH ekuivalen =7,53 Dari data volume titrasi NaOH dapat dicari mol NaOH: Mmol NaOH = volumeNaOH × MolaritasNaOH = 32 mL × 0,1 M = 3,2 mmol 3,2 mmol NaOH ≈ 3,2 mmol CH3COOH (pada saat titik ekiuvalen) MCH3COOH=

n v

=

3,2 mol 20 mL

=0,16 M

Konsentrasi garam CH3COONa: [CH3COONa] =

n vtotal

=

3,2 mol 52 mL

=0,062 M

Mencari pKa CH3COOH: pH ekuivalen =

1 pKw + 2

1 pKa + 2

1 log [G] 2

2pH = pKw + pKa + log [G] pKa =2pH – pKw – log[G] =2 × 7,53 – 14 + 1,208 =2,268 pKa= -log Ka Ka = 10-pKa = 10-2,268 = 0,005 Diketahui: P= Massa jenis asam = 1,05 g/mL K= Kemurnian asam = 100% V= Volume NaOH = 20 mL = 0,02 L M= Molaritas NaOH = 0,1 mol/ L Dari data diatas maka massa molekul CH3COOH: BM =

0,03× 1,05× 100 0,02× 0,1

= 15,75 g/mol

pH CH3COOH [Cite your source

KURVA 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0

5

10

15

20

25

30

35

Volume penambahan NaOH Dari kurva diatas dapat diketahui bahwa pH semakin meningkat karena ion hidronium pada CH3COOH bereaksi dengan ion hodroksida pada NaOH dan berhenti ketika sudah mencapai titik ekuivalen yaitu di pH 7,53. Kenaikan pH diamati pada kurva tidak terjadi secara dratis namun perlahan-lahan karena CH3COONa yang terbentuk bersifat buffer sehingga mampu mempertahankan pH pada kapasitas tertentu.

BAB 5 KESIMPULAN

Titrasi merupakan proses penentuan konsentrasi suatu larutan dengan mereaksikan larutan yang sudah ditentukan konsentrasinya (larutan standar), titrasi asam basa adalah suatu titrasi dengan menggunakan reaksi asam basa (reaksi penetralan). Harga konstanta keasaman (Ka) asam karbonat yang diperoleh adalah 7,41 × 10 -8 dan 5,37 × 10-12 . Massa molekul dari asam mono basis murni adalah 15,75 g/mol. Normalitas larutan NaOH dengan larutan standar asam oksalat (C2H2O4) adalah 0,08 N. Kadar asam cuka perdagangan yang diperoleh adalah 24%.

DAFTAR PUSTAKA Goldberg, D.2002. Kimia Untuk Pemula. Jakarta:Erlangga. Anonim. 2008. Kimia Dasar 1. Makassar: Universitas Hasanuddin Makassar. Syukri, S.1999. Kimia Dasar 1. Bandung: ITB. Harjadi, W.1985. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta:Gramedia. Keenam.1984. Kimia Untuk Universitas 1 Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga. Brady, James E. 1990. Kimia Universitas Asas dan Struktur Edisi 5. Jakarta: Binarupa Aksara. Sukmariah.1990. Kimia Kedokteran Edisi 2. Jakarta:Binarupa Aksara.