TITRASI ASAM BASA (NETRALISASI)

1. Prinsip Dasar

Titrasi netralisasi adalah titrasi yang didasarkan pada reaksi antara suatu asam dengan basa

H₃O⁺ + OH^– ⇔ 2 H₂O

Dalam titrasi ini berlaku hubungan :

jumlah ekivalen asam (H₃O⁺) sama dengan jumlah ekivalen basa (OH^–).

Larutan baku yang digunakan pada titrasi netralisasi adalah asam kuat atau basa kuat, karena zat-zat tersebut bereaksi lebih sempurna dengan analit dibandingkan dengan jika dipakai asam atau basa yang lebih lemah. Larutan baku asam dapat dibuat dari HCl, H₂SO₄ atau HClO₄, sedangkan larutan baku basa dibuat dari NaOH atau KOH. Larutan baku primer adalah larutan yang konsentrasinya dapat ditentukan dengan perhitungan langsung dari berat zat yang mempunyai kemurnian tinggi, stabil dan bobot ekivalen tinggi kemudian dilarutkan sampai volume tertentu. Sedangkan larutan baku sekunder, konsentrasinya harus ditentukan terlebih dahulu dengan pembakuan/standarisasi terhadap baku primer.

Contoh:

Baku primer              : Na₂CO₃, Na₂B₄O₇, Kalium Hidrogen Ptalat (KHP), H₂C₂O₄

Baku sekunder         : HCl, H₂SO₄, NaOH, KOH

Titrasi netralisasi dapat berlangsung antara asam kuat dengan basa kuat; asam/basa lemah dengan basa/asam kuat seperti:

NH₄OH + H₃O⁺ ⇔ NH₄⁺ + 2H₂O                 (basa lemah dengan asam kuat)

CH₃COOH + OH^– ⇔ CH₃COO^– + H₂O      (asam lemah dengan basa kuat)

CH₃COO^– + H₃O⁺ ⇔ CH₃COOH + H₂O    (garam dengan asam kuat)

NH₄⁺ + OH^– ⇔ NH₃ + H₂O                           (garam dengan asam kuat)

Kedua contoh terakhir di atas menggambarkan titrasi garam monofungsional. Garam-garam tersebut dalam air mengalami hidrolisis menghasilkan larutan yang bersifat asam atau basa. Apakah garam-garam ini dititrasi dengan asam atau basa bergantung pada nilai Ka dan Kb. Bila nilai Ka>Kb (larutan lebih bersifat asam), maka garam tersebut dapat dititrasi dengan basa, bila sebaliknya (Ka<Kb), garam tersebut dapat dititrasi dengan asam. Titik ekivalen dicapai pada pH larutan CH₃COOH atau NH₄OH.

Asam-asam poliprotik/polifungsional (H₃PO₄, H₃AsO₄) bila dititrasi dengan basa kuat dapat mempunyai titik ekivalen lebih dari satu.

H₃PO₄ + NaOH –> NaH₂PO₄ + H₂O                       (Titik Ekivalen  I)

NaH₂PO₄ + NaOH –> Na₂HPO₄ + H₂O                 (Titik Ekivalen II)

Titik ekivalen pertama ditentukan oleh pH larutan NaH₂PO₄/NaH₂AsO₄ dan titik ekivalen kedua oleh pH larutan Na₂HPO₄/Na₂HAsO₄. Garam-garam tersebut karena dapat terhidrolisis menjadi asam dan basa maka untuk:

Titik Ekivalen  pertama        : [H₃O⁺] = √K₁K₂

Titik Ekivalen  kedua           : [H₃O⁺] = √K₂K₃

Untuk garam-garam amfoter seperti NaHCO₃, NaH₂PO₄, Na₂HPO₄sifat larutannya ditentukan oleh nilai Ka dan Kb. Besarnya nilai Ka dan Kb menentukan apakah garam-garam tersebut sebaiknya dititrasi dengan asam atau basa. Bila nilai Ka>Kb maka sebaiknya garam tersebut dititrasi dengan basa kuat atau sebaliknya dengan asam kuat.

Seperti halnya asam-asam polifungsional, titrasi garam-garam seperti Na₂CO₃ dan Na₃PO₄ mempunyai titik ekivalen lebih dari satu. Garam tersebut dalam larutan bersifat basa sehingga dapat dititrasi dengan asam. Contoh:

CO₃^2– + H₃O⁺ ⇔ HCO₃^– + H₂O

HCO₃^– + H₃O⁺ ⇔ H₂CO₃ + H₂O

Titik ekivalen pertama ditentukan oleh pH larutan NaHCO₃ dan titik ekivalen kedua oleh pH larutan H₂CO₃

Titik akhir titrasi dan pemilihan indikator

Titik akhir titrasi ditentukan dengan memilih indikator yang warnanya berubah sekitar titik ekivalen. Misalnya pada titrasi larutan garam Na₂CO₃ dengan larutan HCl, titik ekivalen pertama terjadi pada [H₃O⁺] = √K₁K₂ nilai pH sekitar 8,35. Jadi indikator yang dapat digunakan adalah fenolftalein (8,1 – 10) yang berubah dari merah menjadi tidak berwarna. Pada titik ekivalen kedua, [H₃O⁺] = √Ka₁nilai pH = 3,17; dan indikator yang sesuai adalah jingga metil. Dengan indikator ini perubahan warna yang diamati kurang tajam. Untuk memperbaiki pengamatan pada titik ekivalen ini, larutan dapat dididihkan terlebih dahulu, sehingga gas CO₂ keluar dan sifat larutan ditentukan oleh garam NaCl yang tertinggal. Kelebihan asam dititrasi dengan larutan baku basa, dengan demikian dapat digunakan indikator metil jingga.

Pada pemilihan indikator harus diperhitungkan pula zat apa yang digunakan sebagai titran (yang diisikan dalam buret). Misalnya pada titrasi larutan HCl dengan larutan NaOH. Jika larutan HCl dipakai sebagai titran, larutan analit bersifat basa, maka indikator fenolftalein yang ditambahkan pada analit berwarna merah. Hilangnya warna merah indikator terjadi pada pH 8,1; sedangkan titik ekivalen titrasi terdapat pada pH 7,0. Jadi hilangnya warna merah terjadi sebelum titik ekivalen tercapai. Karena itu sebaiknya dipakai indikator dengan trayek perubahan warna pada sebelum atau sekitar pH 7,0.

B. Percobaan I

1. Tujuan percobaan:

• Dapat menyiapkan larutan asam, membakukannya dan mengaplikasikannya untuk menentukan kadar suatu zat.
• Dapat merancang prosedur penentuan kadar basa/garam

2. Bahan:

• HCl(p)
• Na₂B₄O₇ padat
• Na₂CO₃ padat
• Campuran larutan NaOH + Na₂CO₃, Na₂CO₃ + NaHCO₃, Na₂CO₃
• Indikator

3. Cara kerja

• Penyiapan larutan

1) Pembuatan larutan HCl yang normalitasnya kira-kira 0,1 N

1. Sediakan labu ukur 250 mL, isilah dengan 150 mL air suling.
2. Dengan menggunakan sebuah gelas ukur, ambil HCl pekat (kadar kira-kira 37%) sebanyak lebih kurang 2,5 mL dan masukkan ke dalam labu ukur tersebut.
3. Tambahkan air suling sampai tepat tanda batas.

Peringatan:

Pada pengenceran asam pekat, asam harus ditambahkan ke dalam air, jangan sebaliknya.

2) Pembuatan larutan boraks 0,1 N

1. Berat ekivalen Na₂B₄O₇.10 H₂O = 190,72. Timbanglah dengan teliti 1,9072 gram boraks pada sebuah botol timbang.
2. Kemudian pindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL.
3. Larutkan dengan air suling sampai tepat tanda batas.

3) Pembakuan larutan HCl dengan larutan boraks 0,1 N

1. Siapkan buret 50 mL yang bersih dan bilaslah dengan sedikit larutan HCl yang akan dibakukan. Isilah buret tersebut dengan larutan HCl.
2. Pipet 25 mL larutan boraks 0,1 N dengan menggunakan pipet gondok dan pindahkan ke dalam erlenmeyer yang bersih.
3. Tambahkan 2 atau 3 tetes larutan indikator metil merah.
4. Titrasi larutan ini dengan larutan HCl dari buret sampai larutan berubah warna menjadi merah muda.
5. Ulangi titrasi sekali lagi dan hitunglah normalitas larutan HCl.

• Aplikasi

1) Penentuan kadar karbonat (Na₂CO₃)

1. Siapkan buret 50 mL yang bersih dan bilaslah dengan sedikit larutan HCl yang telah dibakukan. Isilah buret tersebut dengan larutan HCl.
2. Encerkan sampel yang didapat pada labu ukur 100 mL sampai tanda batas dengan air suling.
3. Pipet 25 mL larutan sampel dengan menggunakan pipet gondok dan pindahkan ke dalam erlenmeyer yang bersih.
4. Tambahkan 2 atau 3 tetes larutan indikator fenolftalein.
5. Titrasi larutan ini dengan larutan HCl dari buret sampai larutan berubah warna menjadi merah muda.
6. Catat volume HCl yang dibutuhkan (V₁).
7. Kemudian tambahkan 2 atau 3 tetes larutan indikator metil jingga.
8. Titrasi larutan ini dengan larutan HCl dari buret sampai larutan berubah warna.
9. Catat volume HCl yang dibutuhkan (V₂).
10. Ulangi titrasi sekali lagi dan hitunglah kadar masing-masing senyawa yang terdapat dalam campuran.

     2) Penentuan kadar campuran karbonat

Lakukan percobaan yang sama dengan penentuan kadar karbonat untuk sampel campuran karbonat yang Anda terima.

• Perhitungan:

Normalitas larutan HCl =

Campuran karbonat:

Bila     V₁ = V₂ maka senyawa yang terdapat adalah Na₂CO₃

V₁ > V₂ maka senyawa yang terdapat adalah NaOH dan Na₂CO₃

V₁ < V₂ maka senyawa yang terdapat adalah Na₂CO₃ dan NaHCO₃

C. Percobaan II

1. Tujuan Percobaan

• Dapat menyiapkan larutan basa, membakukannya dan mengaplikasikannya untuk penentuan kadar suatu zat.
• Dapat merancang prosedur penentuan asam/garam

 2. Bahan

• NaOH
• KHP padat
• Larutan H₃PO₄, H₃PO₄ + NaH₂PO₄, HCl + H₃PO₄

3.  Cara Kerja

•  Penyiapan larutan

1) Pembuatan larutan baku NaOH yang normalitasnya kira-kira 0,1 N

Timbang dengan tepat 4,0077 gram NaOH dalam sebuah botol timbang dan larutkan dengan air suling dalam labu ukur 1 L dan tepatkan sampai tanda batas.

2) Pembuatan larutan KHP (Kalium Hidrogen Pthalat) 0,1 N

1. Berat ekivalen KHP = 204,22 . Timbanglah dengan teliti 2,0422 gram KHP pada sebuah botol timbang.
2. Kemudian pindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL.
3. Larutkan dengan air suling sampai tepat tanda batas.

3) Pembakuan larutan NaOH dengan larutan KHP 0,1 N

1. Siapkan buret 50 mL yang bersih dan bilaslah dengan sedikit larutan NaOH yang akan dibakukan. Isilah buret tersebut dengan larutan NaOH.
2. Pipet 25 mL larutan KHP 0,1 N dengan menggunakan pipet gondok dan pindahkan ke dalam erlenmeyer yang bersih.
3. Tambahkan 2 atau 3 tetes larutan indikator fenolftalein.
4. Titrasi larutan ini dengan larutan NaOH dari buret sampai larutan berubah warna menjadi merah muda.
5. Ulangi titrasi sekali lagi dan hitunglah normalitas larutan NaOH.

• Aplikasi

1) Penentuan kadar asam fosfat

1. Siapkan buret 50 mL yang bersih dan bilaslah dengan sedikit larutan NaOH 0,1 N yang telah dibakukan. Isilah buret tersebut dengan larutan NaOH.
2. Encerkan sampel yang didapat pada labu ukur 100 mL sampai tanda batas dengan air suling.
3. Pipet 25 mL larutan sampel dengan menggunakan pipet gondok dan pindahkan ke dalam erlenmeyer yang bersih.
4. Tambahkan 2 atau 3 tetes larutan indikator metil jingga.
5. Titrasi larutan ini dengan larutan NaOH dari buret sampai larutan berubah warna menjadi jingga.
6. Catat volume NaOH yang dibutuhkan (V₁).
7. Kemudian tambahkan 2 atau 3 tetes larutan indikator fenolftalein.
8. Titrasi larutan ini dengan larutan NaOH dari buret sampai larutan berubah warna.
9. Catat volume NaOH yang dibutuhkan (V₂).
10. Ulangi titrasi sekali lagi dan hitunglah kadar masing-masing senyawa yang terdapat dalam campuran.

2) Penentuan kadar campuran fosfat

Lakukan percobaan yang sama dengan penentuan kadar asam fosfat untuk sampel campuran fosfat yang Anda terima.

4. Perhitungan

Normalitas larutan NaOH =

Campuran fosfat:

Bila     V₁ = V₂ maka senyawa yang terdapat adalah H₃PO₄

V₁ > V₂ maka senyawa yang terdapat adalah HCl dan H₃PO₄

V₁ < V₂ maka senyawa yang terdapat adalah H₃PO₄ dan NaH₂PO₄