Asidi Alkalimetri

Asam secara paling sederhana didefinisikan sebagai zat yang bila dilarutkan

dalam air, mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidrogen sebagai ion

positif. Sedangkan basa secara paling sederhana didefinisikan sebagai zat yang bila

dilarutkan dalam air, mengalami disosiasi dengan pembentukan ion OH- sebagai

ion negatif. Titrasi yang menyangkut asam dan basa sering disebut asidimetri –

alkalimetri. Sedangkan untuk titrasi atau pengukuran lain-lain sering juga dipakai

akhiran –ometri menggantikan –imetri. Kata metri berasal dari bahasa Yunani yang

berarti ilmu atau proses atau seni mengukur. Pengertian asidimetri dan alkalimetri

secara umum ialah titrasi yang menyangkut asam dan basa.

Bila suatu asam dan suatu basa yang masing-masing dalam kuantitas yang

ekuivalen secara kimiawi, dicampur akan dihasilkan suatu reaksi penetralan, yang

menghasilkan suatu larutan garam dalam air. Larutan ini akan benar-benar netral

jika asam dan basa itu sama kuat ; kalau tidak, akan diperoleh larutan asam lemah

atau basa lemah. Konsentrasi suatu larutan asam atau basa yang anu (unknown)

dapat ditentukan dengan titrasi dengan larutan yang konsentrasinya diketahui.

Teknik semacam itu disebut analisis volumetri. (Kleinfetter. 1987)

Volumetri adalah cara analisis jumlah berdasarkan pengukuran volume

larutan pereaksi berkepekatan tertentu yang direaksikan dengan larutan contoh

yang sedang ditetapkan kadarnya. Reaksi dijalankan dengan titrasi, yaitu suatu

larutan ditambahkan dari buret sedikit demi sedikit, sampai jumlah zat-zat yang

direaksikan tepat menjadi akivalen satu sama lain. Pada saat titran yang

ditambahkan tampak telah ekivalen, maka penambahan titran harus dihentikan;

saat ini dinamakan titik akhir titrasi. Larutan yang ditambahkan dari buret disebut

titran, sedangkan larutan yang ditambah titran itu disebut titrat. Dengan jalan ini,

volume/berat titran dapat diukur dengan teliti dan bila konsentrasi juga diketahui,

maka jumlah mol titran dapat dihitung. Karena jumlah titrat ekivalen dengan

jumlah titran, maka jumlah mol titrat dapat diketahui pula berdasar persamaan

reaksi dan koefisiennya. Perhatikanlah sekali lagi arti ungkapan ”pereaksi telah

ekivalen”, yang berarti: telah tepat banyaknya untuk menghabiskan zat yang

direaksikan. Titran dan titrat tepat saling menghabiskan; tidak ada kelebihan yang

satu maupun yang lain. Ini tidak selalu berarti, bahwa pereaksi dan zat yang

direaksikan telah sama banyak, baik volume maupun jumlah gram atau mol-nya.

Hal ini jelas, sebab jumlah yang bereaksi ditentukan oleh persamaan reaksi.

(Harjadi. 1987)

Salah satu macam titrasi adalah titrasi asidimetri-alkalimetri, yaitu titrasi

yang menyangkut asam dan/atau basa. Bila kita mengukur berapa mL larutan

bertitar tertentu yang diperlukan untuk menetralkan larutan basa yang kadar atau

titernya belum diketahui, maka pekerjaan itu disebut asidimetri. Peniteran

sebaliknya, asam dengan basa yang titernya diketahui disebut alkalimetri. Dalam

titrasi ini perubahan terpenting yang mendasari penentuan titik akhir dan cara

perhitungan ialah perubahan pH titrat.

Berikut syarat-syarat yang diperlukan agar titrasi yang dilakukan berhasil :

1. Konsentrasi titran harus diketahui. Larutan seperti ini disebut larutan

standar.

2. Reaksi yang tepat antara titran dan senyawa yang dianalisis harus diketahui.

3. Titik stoikhiometri atau ekivalen harus diketahui. Indikator yang

memberikan perubahan warna, atau sangat dekat pada titik ekivalen yang

sering digunakan. Titik pada saat indikator berubah warna disebut titik

akhir.Tujuan : memilih indikator yang memiliki titik akhir bertepatan

dengan titik stoikhiometri.

4. Volume titran yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen harus

diketahui setepat mungkin.

Dalam titrasi sampel direaksikan dengan suatu pereaksi sehingga jumlah kedua zat

tersebut ekivalen. Bila pereaksi digunakan dalam bentuk padat, maka beratnya

harus diketahui dengan tepat. Bila pereaksi digunakan dalam bentuk larutan, maka

volume dan konsentrasinya harus diketahui dengan tepat. Larutan yang diketahui

konsentrasinya disebut larutan baku atau larutan standar. Larutan standar dibagi

menjadi dua yaitu, larutan standar primer dan larutan standar sekunder. Larutan

standar primer adalah larutan yang kadarnya dapat diketahui secara langsung dari

hasil penimbangan. Contohnya K2Cr2O7 dan Na2B4O7.

Syarat-syarat larutan standar primer adalah :

1. Sangat murni atau mudah dimurnikan

2. Stabil dalam keadaan biasa, setidak-tidaknya selama ditimbang

3. Sedapat mungkin mempunyai berat ekivalen tinggi untuk mengurangi

kesalahan penimbangan

4. Dalam titrasi akan bereaksi menurut syarat-syarat reaksi titrasi

5. Mempunyai rumus molekul yang pasti

Larutan standar sekunder adalah larutan yang konsentrasinya ditentukan

dengan cara pembakuan. Contohnya NaOH dan HCl.

Pelaksanaan penentuan kadar zat dengan jalan titrasi yaitu, larutan peniter

diteteskan sedikit demi sedikit kedalam larutan contoh sampai tercapai titik akhir

titrasi yaitu, titik dimana indikator tepat berubah warna. Hendaknya diusahakan

agar titik akhir ini sedekat mungkin pada titik ekivalen yaitu, titik dimana titran

dan titrat tepat saling menghabiskan, tidak ada kelebihan yang satu maupun yang

lain.

Dalam penentuan titik akhir titrasi digunakan indikator yaitu, senyawaan

yang digunakan sebagai penunjuk visiual pada saat tercapainya titik setara titrasi

antara dua larutan tertentu. Dalam asidi-alkalimetri indikator yang digunakan

adalah indikator pH yaitu zat yang dapat berubah warna apabila pH lingkungannya

berubah.

Metode titrimetri yang dikenal juga sebagai volumetri merupakan cara

analisis kuantitatif yang didasarkan pada prinsip stoikiometri reaksi kimia.

Dalam setiap metode titrimetri selalu terjadi reaksi kimia antara komponen

analit dengan zat pendeteksi yang disebut titran.

Salah satu golongan utama dalam penggolongan analisis titrimetri adalah

reaksi penetralan, atau asidimetri-alkalimetri. Metode asidi-alkalimetri

digunakan untuk menentukan konsentrasi asam atau basa yang jumlahnya belum

diketahui. Pada titrasi asidi-alkalimetri, perubahan terpenting yang mendasari

penentuan titik akhir dan perhitungan adalah perubahan pH titrat.

Indikator yaitu suatu senyawa (organik) yang akan berubah warnanya pada

rentang pH tertentu. Indikator merupakan asam lemah atau basa lemah yang

memiliki warna cukup tajam, hanya dengan beberapa tetes, indikator dapat

digunakan untuk menetapkan titik ekivalen dalam titrasi asam basa ataupun

untuk menentukan tingkat keasaman larutan.

Asidimetri adalah pengukuran konsentrasi asam dengan menggunakan larutan

baku basa. Alkalimeteri adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan

larutan baku asam.

Oleh sebab itu, keduanya disebut juga sebagai titrasi asam-basa. Titrasi adalah

proses mengukur volume larutan yang terdapat dalam buret yang ditambahkan ke

dalam larutan lain yang diketahui volumenya sampai terjadi reaksi sempurna. Atau

dengan perkataan lain untuk mengukur volume titran yang diperlukan untuk

mencapai titik ekivalen.

Titik ekivalen adalah saat yang menunjukkan bahwa ekivalen perekasi-pereaksi

sama. Di dalam prakteknya titik ekivalen sukar diamati, karena hanya merupakan

titik akhir teoritis atau titik akhir stoikometri. Hal ini diatasi dengan pemberian

indikator asam-basa yang membantu sehingga titik akhir titrasi dapat diketahui.

Titik akhir titrasi meruapakan keadaan di mana penambahan satu tetes zat penitrasi

(titran) akan menyebabkan perubahan warna indikator. Pada proses titrasi ini

digunakan suatu indikator yaitu suatu zat yang ditambahkan sampai seluruh reaksi

selesai yang dinyatakan dengan perubahan warna. Perubahan warna menandakan

telah tercapainya titik akhir titrasi. Dalam stoikiometri titrasi, titik ekivalen dari

reaksi netralisasi adalah titik pada reaksi dimana asam dan basa keduanya setara,

yaitu dimana keduanya tidak ada yang berlebihan. Dalam titrasi, suatu larutan yang

akan dinetralkan, misal asam, ditempatkan di dalam flask bersamaan dengan

beberapa tetes indikator asam basa. Kemudian larutan lainnya (misal basa) yang

terdapat didalam buret, ditambahkan ke asam. Pertama-tama ditambahkan cukup

banyak, kemudian dengan tetesan hingga titik ekivalen. Titik ekivalen terjadi pada

saat terjadinya perubahan warna indikator. Titik pada titrasi dimana indikator

warnanya berubah disebut titik akhir. Titrasi biasanya merupakan larutan elektrolit

kuat seperti NaOH dan HCl yang diperlukan untuk bereaksi sempurna oleh zat

yang dianalisis yang disebut sebagai titik ekivalen. Perbedaan titik akhir dan titik

ekivalen disebut sebagai kesalahan titik akhir. Kesalahan titk akhir adalah

kesalahan acak yang berbeda untuk setiap sistem. Kesalahan ini bersifat aditif dan

determinan dan nilainya dapat dihitung. Dengan menggunakan metode

potensiometri dan konduktometri, kesalahan titik akhir ditekan sampai nol.

Reaksi Netralisasi Garam adalah hasil reaksi antara asam dan basa. Prosesnya

disebut dengan reaksi netralisasi. Zat-zat yang dihasilkan yang berbentuk kristalin

disebut garam oleh ahli-ahli kimia zaman dulu. Pembentukan garam seakan-akan

merupakan hasil dari suatu proses kimia sejati. Tetapi ini sebenarnya keliru. Lebih

tepat dikatakan bahwa reaksi netralisasi sebagai penggabungan ion-ion secara

kimia. Zat-zat atmosfer, atau amfolit mampu melangsungkan reaksi netralisasi baik

dengan asam maupun basa dan sifat ini disebut dengan sifat amfoter.

Normalitas merupakan sistem konsentrasi didasarkan pada volume dari larutan.

Normalitas = jumlah ekivalen per liter larutan. Molaritas = Junlah mol per liter

larutan.

Pembahasan Pada percobaan asidi alkalimetri ini menggunakan larutan standar

primer asam oksalat untuk menstandardisasikan larutan NaOH. Standardisasi ini

dilakukan karena NaOH mudah terkontaminasi dan bereaksi dengan zat lain

sehingga larutan NaOH yang digunakan bisa saja sudah kurang murni. Dalam

penyimpanannya NaOH mengalami perubahan diantaranya karena sifat NaOH

yang higroskopis sehingga menyerap uap air dari udara. NaOH juga mudah

bereaksi dengan CO2 dalam udara. Kedua proses ini menyebabkan NaOH tidak

murni lagi. Indikator yang digunakan adalah indikator phenolphtelein.Pemilihan

indikator ini didasari oleh penyesuaian pH akhir titrasi dengan trayek pH

phenolphtelein. Reaksi antara NaOH 0.1 N dengan Asam Oksalat 0.1 N akan

memberikan pH titik akhir dalam trayek pH phenolphtelein yaitu antara 8.0- 9.2.

Perubahan warna yang menentukan titik akhir titrasi adalah dari tidak berwarna

menjadi merah sangat muda. Fenolftalien tergolong asam yang sangat lemah dan

dalam keadaantidak terionisasi indikator tersebut tidak berwarna. Jika dalam

lingkungan basa,fenolftalien akan terionisasi lebih banyak dan memberikan warna

merah muda terang karena anionnya. Pada saat proses titrasi berlangsung,

digunakan alat bantu kertas putih sebagai alas. Kertas putih disimpan dibawah

erlenmeyer yang berisi asam oksalat berfungsi untuk mempermudah dalam

mengamati perubahan warna yang terjadi, yakni dari tidak berwarna menjadi

merah muda. Kertas putih ini sengaja digunakan agar percobaan lebih tepat akurat

dan dapat segera dihentikan titrasinya ketika tepat pada titik akhir titrasinya.

Dilakukan setengah tetes jika pada analit sudah mulai memperlihatkan perubahan

warna dari yang masih samar kemudian hilang, agar volume yang terbaca diburet

merupakan volume titran yang sesungguhnya. Terjadi kesalahan dalam pembuatan

larutan baku primer NaOH sehingga bisa dikatakan bahwa NaOH yang digunakan

kurang murni. Ketika dititrasi tidak ada perubahan warna yang terjadi.

Permanganometri

Permanganometri merupakan titrasi yang dilakukan berdasarkan reaksi oleh

kalium permanganat (KMnO4).

Reaksi ini difokuskan pada reaksi oksidasi dan reduksi yang terjadi antara KMnO4

dengan bahan baku tertentu. Titrasi dengan KMnO4 sudah dikenal lebih dari

seratus tahun. Kebanyakan titrasi dilakukan dengan cara langsung atas alat yang

dapat dioksidasi seperti Fe+, asam atau garam oksalat yang dapat larut dan

sebagainya. Beberapa ion logam yang tidak dioksidasi dapat dititrasi secara tidak

langsung dengan permanganometri seperti:

(1) ion-ion Ca, Ba, Sr, Pb, Zn, dan Hg (I) yang dapat diendapkan sebagai oksalat.

Setelah endapan disaring dan dicuci, dilarutkan dalam H2SO4 berlebih sehingga

terbentuk asam oksalat secara kuantitatif. Asam oksalat inilah yang akhirnya

dititrasi dan hasil titrasi dapat dihitung banyaknya ion logam yang bersangkutan.

(2) ion-ion Ba dan Pb dapat pula diendapkan sebagai garam khromat. Setelah

disaring, dicuci, dan dilarutkan dengan asam, ditambahkan pula larutan baku

FeSO4 berlebih. Sebagian Fe2+

dioksidasi oleh khromat tersebut dan sisanya dapat

ditentukan banyaknya dengan menitrasinya dengan KMnO4.

Sumber-sumber kesalahan pada titrasi permanganometri, antara lain terletak pada:

Larutan pentiter KMnO4¬ pada buret Apabila percobaan dilakukan dalam

waktu yang lama, larutan KMnO4 pada buret yang terkena sinar akan terurai

menjadi MnO2 sehingga pada titik akhir titrasi akan diperoleh pembentukan

presipitat coklat yang seharusnya adalah larutan berwarna merah rosa.

Pemberian KMnO4 yang terlalu cepat pada larutan H2C2O4 yang telah ditambahkan

H2SO4 dan telah dipanaskan cenderung menyebabkan reaksi antara MnO4- dengan

Mn2+¬. MnO4- + 3Mn2+

+ 2H2O ↔ 5MnO2 + 4H+

Pemberian KMnO4 yang terlalu lambat pada larutan H2C2O4 yang telah

ditambahkan H2SO4 dan telah dipanaskan mungkin akan terjadi kehilangan oksalat

karena membentuk peroksida yang kemudian terurai menjadi air.

H2C2O4 + O2 ↔ H2O2 + 2CO2↑

H2O2 ↔ H2O + O2↑

Hal ini dapat menyebabkan pengurangan jumlah KMnO4 yang diperlukan untuk

titrasi yang pada akhirnya akan timbul kesalahan titrasi permanganometri yang

dilaksanakan.

Titrasi redoks (reduksi-oksidasi) merupakan jenis titrasi yang paling banyak

jenisnya, diantaranya: permanganometri, dikromatometri, cerimetri, iodimetri,

iodatometri, bromometri, bromatometri, dan nitrimetri. Terbaginya titrasi ini

dikarenakan tidak ada satu senyawa (titran) yang dapat bereaksi dengan semua

senyawa oksidator dan reduktor sehingga pastinya akan melibatkan senyawa

reduktor dan oksidator, karena titrasi redoks melibatkan reaksi oksidasi dan reduksi

diantaranya titran dan analit. Jadi kalau titrannya oksidator maka sampelnya adalah

oksidator.

Permanganometri merupakan metode titrasi yang didasarkan atas reaksi

oksidasi-reduksi. Untuk keperluan titrasi ini maka digunakan senyawa

permanganate. Kalium permanganate merupakan oksidator kuat yang dapar

bereaksi dengan cara berbeda-beda, tergantung dari pH larutannya. Kekuatan

sebagai oksidator juga berbeda-beda sesuai dengan reaksi yang terjadi pada pH

yang berbeda itu. Reaksi yang bermacam-macam ini disebabkan oleh keragaman

valensi mangan.

KMnO4 merupakan zat pengoksida yang penting. Untuk analisis kimia biasanya

digunakan pada larutan asam dimana senyawa tersebut direduksi menjadi Mn2+

(aq).

Pada analisi besi dengan MnO4-, contoh disiapkan dengan cara yang sama untuk

reaksi dan dititrasi dengan MnO4-. Mn

2+ mempunyai warna pink (merah muda)

sangat pucat yang dapat dilihat dengan mata telanjang. MnO4- berwarna sangat

cerah (ungu). Pada titik akhir titrasi larutan yang dititrasi mempunyai warna akhir

pink (merah muda) dengan hanya penambahan satu tetes lagi MnO4-. MnO4

- dapat

digunakan untuk menetukan kadar besi. Untuk mempelajari metode

permanganometri lebih lanjut maka perlu dilakukannya praktikum ini (penentuan

kadar besi secara permanganometri).

Dalam permanganometri tidak diperlukan indicator, karena titran bertrindak

sebagai indicator (auto indikator). Kalium permanganate bukan larutan baku

primer, maka larutan KMnO4 harus distandardisasi, antara lain arsen (III), oksida

(As2O3), dan Natrium Oksalat (N2C2O4). Permanganometri dapat digunakan untuk

penentuan kadar bese, kalsium, hidrogen peroksida. Pada penentuan besi pada bijih

besi mula-mula dilarutkan asam klorida, kemudian semua besi direduksi menjadi

Fe2+

, baru dititrasi secara permanganometri. Sedangkan pada penetapan kalsium,

mula-mula kalsium diendapakan, dilarutkan dan oksalatnya dititrasi dengan

permanganate

1. Standar-standar Primer untuk Permanganat

Natrium Oksalat

Senyawa ini, Na2C2O4 merupakan standar primer yang baik untukpermanganat

dalam larutan asam. Senyawa ini dapat diperoleh dengan tingkat kemurnian tinggi,

stabil pada saat pengeringan, dan non higroskopis. Reaksinya dengan

permanganate agak sedikit rumit dan berjalan lambat pada suhu ruangan, sehingga

larutan biasanya dipanaskan sampai sekitar 60°C. Bahkan pada suhu yang lebih

tinggi reaksinya mulai dengan lambat, namun kecepatannya eningkat ketika ion

mangan (II) terbentuk. Mangan (II) bertindak sebagai katalis, dan reaksinya

disebut autokatalitik, karena katalisnya diproduksi di dalam reaksi itu sendiri. Ion

tersebut dapat memberikan efek katalitiknya dengan cara bereaksi dengan cepat

dengan permanganate untuk membentuk mangan berkondisi oksidasi menengah

(+3 atau +4), di mana pada gilirannya secara cepat mengoksidasi ion oksalat,

kembali ke kondisi divalent.

Persamaan utnuk reaksi antara oksalat dan permanganate adalah

5C2O42-

+ 2MnO4- + 16H

+ ? 2Mn

2+ + 10CO2 + 8H2O

Hal ini digunakan untuk analisis Fe (II), H2C2O4, Ca dan banyak senyawa lain.

Selama beberapa tahun analisis-analisis prosedur yang disarankan oleh McBride1,

yang mengharuskan seluruh titrasi berlangsung perlahan pada suhu yang lebih

tinggi dengan pengadukan yang kuat. Belakangan, Fowler dan Bright2

menyelidiki

secara menyeluruh reaksinya dan menganjurkan agar hampir semua permanganate

ditambahkan secara tepat ke larutan yang diasamkan pada suhu ruangan. Setelah

reaksinya selesai, larutan tersebut dipanaskan sampai 60°C dan titrasi diselesaikan

pada suhu ini. Prosedur ini mengeliminasi kesalahan apa pun yang disebabkan oelh

pembentukan hydrogen peroksida.

Besi

Kawat besi dengan tingkat kemurnian yang tinggi dapat dijadikan sebagai standar

primer. Unsur ini larut dalam asam klorida encer, dan semua besi (III) yang

diproduksi selama proses pelarutan direduksi menjadi besi (II). Oksidasi dari ion

klorida oleh permanganate berjalan lambat pada suhu ruangan. Namun demikian,

dengan kehadiran besi, oksidasi akan berjalan lebih cepat. Meskipun besi (II)

adalah agen pereduksi yang lebih kuat daripada ion klorida, ion yang belakangan

disebut ini teroksidasi secara bersamaan dengan besi. Kesulitan semacam ini tidak

ditemukan dalam oksidasi dari As2O3 ataupun Na2C2O4 dalam larutan asam

klorida.

Sebuah larutan dari mangan (II) sulfat, asam sulfat dan asam fosfat, disebut larutan

“pencegah”, atau larutan Zimmermann-Reinhardt, dapat ditambahkan ke dalam

larutan asam klorida dari besi sebelum dititrasi dengan permanganate. Asam fosfat

menurunkan konsentrasi dari ion besi (III)dengan membentuk sebuah kompleks,

membantu memaksa reaksi berjalan sampai selesai, dan juga menghilangkan warna

kuning yang ditunjukkan oleh besi (III) dalam media klorida. Kompleks fosfat ini

tidak berwarna, dan titik akhirnya lebih jelas.

Arsen (III) Oksida

Hidrogen peroksida

Nitrat

1. Penentuan-penentuan dengan Permanganat

Penentuan besi dalam bijih-bijih besi adalah salah satu aplikasi terpenting dari

titrasi-titrasi permanganate. Asam terbaik untuk melerutkan bijih-bijh besi adalah

asm klorida, dan Timah (II) klorida sering ditambahkan untuk membantu proses

pelarutan. Sebelum titrasi dengan permanganate setiap besi (III) harus direduksi

menjadi besi (II). Timah (II) klorida biasanya dipergunakan untuk mereduksi besi

dalam sampel-sampel yang telah dilarutkan dalam asam klorida. Larutan pencegah

Zimmermann-Reinhardt lalu ditambahkan jika titrasi akan dilakukan dengan

permanganate.

Banyak agen pereduksi selain besi (II) dapat ditentukan melalui titrasi langsung

dengan permanganate dalam larutan asam. Diantaranya adalah: Antimon (III) ,

Arsenik (III), Bromin, Titanium (III), Tungsten (III), Uranium (IV), Vanadium

(IV).

Sebuah standar KMnO4 dapat pula dipergunakan secara tidak langsung dalam

penentuan agen-agen pengoksidasi, khususnya oksida-oksida yang lebih tinggi dari

metal-metal seperti timbale dan mangan. Oksida-oksida semacam ini sulit untuk

dilarutkan dalam asam-asam atau basa-basa tanpa mereduksi metal ke kondisi

oksidasi yang lebih rendah. Adalah tidak praktis untuk mentitrasi substansi-

substansi ini secara langsung, karena reaksi dari zat padat dengan suatu agen

pereduksi adalah lambat. Maka sampel direaksikan dengan suatu agen pereduksi

berlebih dan dipanaskan untuk menyelesaikan reasi. Kemudian kelebihan agen

pereduksi ini dititrasi dengan permanganate standar. Beragam agen reduksi dapat

dipergunakan, seperti As2O3 dan Na2C2O4.