BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Asidi - Alkalimetri

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. Asidimetri adalah pengukuran

konsentrasi asam dengan menggunakan larutan baku basa, sedangkan alkalimeteri

adalah pengukuran konsentrasi basa dengan menggunakan larutan baku asam.

Titrasi adalah proses mengukur volume titran yang diperlukan untuk

mencapai titik ekivalen. Titik ekivalen adalah saat yang menunjukkan bahwa

ekivalen pereaksi-pereaksi sama. Di dalam prakteknya titik ekivalen sukar diamati,

karena hanya merupakan titik akhir teoritis atau titik akhir stoikiometri. Hal ini

diatasi dengan pemberian indikator asam-basa. 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.

Larutan baku (standar) adalah larutan yang telah diketahui konsentrasinya

secara teliti, dan konsentrasinya biasa dinyatakan dalam satuan N (normalitas) atau

M (molaritas). Larutan baku dibedakan menjadi 2 yaitu :

1. Baku primer adalah bahan dengan kemurnian tinggi yang digunakan untuk

membakukan larutan standar misalnya arsen trioksida pada pembakuan

larutaniodium.

2.  Baku sekunder adalah bahan yang telah dibakukan sebelumnya oleh baku primer,

dan kemudian digunakan untuk membakukan larutan standar, misalnya larutan

natrium tiosulfat pada pembakuan larutan iodium.

(Oelin, 2012)

2.2 Titrasi Asam Basa

Titrasi merupakan suatu metode yang bertujuan untuk menentukan

banyaknya suatu larutan dengan konsentrasi yang telah diketahui agar tepat habis

bereaksi dengan sejumlah larutan yang dianalisis atau ingin diketahui kadarnya atau

konsentrasinya. Suatu zat yang akan ditentukan konsentrasinya disebut sebagai

“titran” dan biasanya diletakkan di dalam labu erlenmeyer, sedangkan zat yang telah

diketahui konsentrasinya disebut sebagai “titer” atau “titrat”  dan biasanya diletakkan

di dalam “buret”. Baik titer maupun titran biasanya berupa larutan.

Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam

proses titrasi, sebagai contoh bila melibatkan reaksi asam basa maka disebut sebagai

titrasi asam basa atau asidi alkalimetri, titrasi redoks untuk titrasi yang melibatkan

reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatkan

pembentukan reaksi kompleks dan lain sebagainya (Esdikimia, 2013).

2.3 Prinsip Titrasi Asam-Basa

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 titik ekuivalen ini maka proses titrasi dihentikan, kemudian

catat volume titer yang diperlukan untuk mencapai keadaan tersebut. Dengan

menggunakan data volume titran, volume dan  konsentrasi titer maka bisa dihitung

konsentrasi titran tersebut.

Titrasi asam basa berdasarkan reaksi penetralan (netralisasi). Salah satu

contoh titrasi asam basa yaitu titrasi asam kuat-basa kuat seperti natrium hidroksida

(NaOH) dengan asam hidroklorida (HCl), persamaan reaksinya sebagai berikut:

NaOH(aq) + HCl(aq)    NaCl (aq) + H2O(l)

Gambar 2.1 Set Alat Titrasi

2.4 Faktor yang mempengaruhi Asam-Basa

Seperti yang telah diketahui sebelumnya bahwa asam basa itu dibedakan menjadi

asam kuat dan asam lemah, serta basa kuat dan basa lemah. Pada titrasi acidi-

alkalimetri hal-hal inilah yang berpengaruh terhadapnya.

2.4.1 Derajat kebebasan

Derajat kebebasan menyatakan banyak sedikitnya zat elektrolit yang terion

dalam larutan. Derajat ionisasi ini dapat ditentukan dengan cara membandingkan

jumlah zat yang mengion dengan jumlah zat yang dilarutkan. Derajat Ionisasi dapat

diketahui dengan menggunakan rumus di bawah ini : 

α=jumlah zat yang mengionkanjumlah zat yang dilarutkan

Jika zat terionisasi sempurna, maka derajat ionisasinya bernilai satu (α=1).

Jika zat tidak dapat terionisasi, maka derajat ionisasinya bernilai nol (α=0).

Sedangkan zat yang terionisasi sebagian, maka derajat ionisasinya kurang dari satu,

sangat kecil (α<1). Asam dapat dikelompokkan berdasarkan kekuatannya, yaitu :

a. Asam kuat, yaitu asam yang derajat ionisasinya = 1 atau mengalami ionisasi

sempurna.Misalnya : HCl, HBr, HI, HNO3, dan HClO4

b. Asam lemah, yaitu asam yang derajat ionisasinya < 1 atau mengalami

ionisasi sebagian. Misalnya : HCOOH, H2CO3, dan HCN

 Sedangkan  Basa dapat dikelompokkan berdasarkan kekuatannya, yaitu :

a. Basa kuat, yaitu basa yang derajat ionisasinya = 1 atau mengalami ionisasi

sempurna. Misalnya : NaOH, KOH

b. Basa lemah, yaitu basa yang derajat ionisasinya < 1 atau mengalami ionisasi

sebagian. Misalnya : amonia

(Ika, 2013)

2.4.2 pH

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat

keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan

sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion

hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada

perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap

sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan

internasional. pH didefinisikan sebagai minus logaritma dari aktivitas ion

hidrogen dalam larutan berpelarut air. pH merupakan kuantitas tak berdimensi.

pH= - log101

Ha

dengan aH adalah aktivitas ion hidrogen. Alasan penggunaan definisi ini adalah

bahwa aH dapat diukur secara eksperimental menggunakan elektrode ion selektif

yang merespon terhadap aktivitas ion hidrogen ion. pH umumnya diukur

menggunakan elektrode gelas yang mengukur perbedaan potensial E antara elektrode

yang sensitif dengan aktivitas ion hidrogen dengan elektrode referensi.

Perbedaan potensial pada elektrode gelas ini idealnya mengikuti persamaan Nernst:

E= E0 + RTnF

loge ( Ha ) pH=E0 -E2,303RT/F

dengan E adalah potensial terukur, E0 potensial elektrode standar, R tetapan

gas, T temperatur dalam kelvin, F tetapan Faraday, dan nadalah jumlah elektron

yang ditransfer. Potensial elektrode E berbanding lurus dengan logartima aktivitas

ion hidrogen.

Definisi ini pada dasarnya tidak praktis karena aktivitas ion hidrogen

merupakan hasil kali dari konsentrasi dengan koefisien aktivitas. Koefisien aktivitas

ion hidrogen tunggal tidak dapat dihitung secara eksperimen. Untuk mengatasinya,

elektrode dikalibrasi dengan larutan yang aktivitasnya diketahui.

Definisi operasional pH secara resmi didefinisikan oleh Standar

Internasional ISO 31-8 sebagai berikut:  Untuk suatu larutan X, pertama-tama ukur

gaya elektromotif EX sel galvani elektrode referensi konsentrasi larutan KCl larutan

X, H2, Pt dan kemudian ukur gaya elektromotif ES sel galvani yang berbeda hanya

pada penggantian larutan X yang pHnya tidak diketahui dengan larutan S yang pH-

nya (standar) diketahui pH(S).

pH larutan X oleh karenanya

pH (X )- pH (S ) =Es- Ex

2,203 RT/F

Perbedaan antara pH larutan X dengan pH larutan standar bergantung hanya

pada perbedaan dua potensial yang terukur. Sehingga, pH didapatkan dari

pengukuran potensial dengan elektrode yang dikalibrasikan terhadap satu atau lebih

pH standar. Suatu pH meter diatur sedemikiannya pembacaan meteran untuk suatu

larutan standar adalah sama dengan nilai pH(S). Nilai pH(S) untuk berbagai larutan

standar S diberikan oleh rekomendasi IUPAC. Larutan standar yang digunakan

sering kali merupakan larutan penyangga standar. Dalam prakteknya, adalah lebih

baik untuk menggunakan dua atau lebih larutan penyangga standar untuk

mengijinkan adanya penyimpangan kecil dari hukum Nerst ideal pada elektrode

sebenarnya. Oleh karena variabel temperatur muncul pada persamaan di atas, pH

suatu larutan bergantung juga pada temperaturnya.

Pengukuran nilai pH yang sangat rendah, misalnya pada air tambang yang

sangat asam, memerlukan prosedur khusus. Kalibrasi elektrode pada kasus ini dapat

digunakan menggunakan larutan standar asam sulfat pekat yang nilai pH-nya

dihitung menggunakan parameter Pitzer untuk menghitung koefisien aktivitas.

pH merupakan salah satu contoh fungsi keasaman. Konsentrasi ion hidrogen

dapat diukur dalam larutan non-akuatik, namun perhitungannya akan

menggunakan fungsi keasaman yang berbeda. pH superasam biasanya dihitung

menggunakan fungsi keasaman Hammett. Umumnya indikator asam-basa sederhana

yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila

keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah pOH kadang-kadang

digunakan sebagai satuan ukuran konsentrasi ion hidroksida OH−. pOH tidaklah

diukur secara independen, namun diturunkan dari pH. Konsentrasi ion hidroksida

dalam air berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen berdasarkan persamaan

[OH−] = Kw /[H+]

dengan Kw adalah tetapan ionisasi air. Dengan menerapkan kologaritma:

pOH = pKw − pH.

(Ika, 2013)

(Rusdi, 2013)

2.5 Indikator Titrasi

NamapH

Range WarnaTipe

(Sifat)

Biru timol 1,2-2,8 Merah-kuning asam

Kuning metil 2,9-4,0 merah-kuning basa

Jingga metil 3,1 – 4,4 merah - jingga basa

Hijau bromkresol 3,8-5,4 kuning - biru asam

Merah metil 4,2-6,3 merah -kuning basa

Ungu bromkresol 5,2-6,8 kuning - ungu asam

Biru bromtimol 6,2-7,6 kuning - biru asam

Merah fenol 6,8-8,4 kuning-merah asam

Ungu kresol 7,9-9,2 kuning - ungu asam

Fenolftalein 8,3-10,0 t.b. - merah asam

Timolftalein 9,3-10,5 t.b. - biru asam

Kuning alizarin 10,0-12,0 kuning - ungu basa

Indikator yang sering digunakan dalam titrasi asam basa yaitu indikator

phenolpthalein. Tabel berikut ini merupakan karakteristik dari indikator

phenolpthalein.

Tabel 2.1 Tabel Daftar Indikator Titrasi Asam Basa

Tabel 2.2 Karakteristik Indikator Phenolpthalein. Rusdi, 2013)

pH < 0 0−8.2 8,2−12 >12,0

Kon

disi

Sangat

asam

Asam atau

mendekati

netral Basa

Sangat

basa

War

na Jingga

Tidak

berwarna

pink

keungu

an

Tidak

berwarna

2.6 Aplikasi Asidi-Alkalimetri

2.6.1 Pengujian Sakarin dan pada Makanan

Bahan pengawet organik yang banyak digunakan yaitu asambenzoat, ester

asam p-hidroksi benzoate, asam salisilat dan lain sebagainya. Sedangkan bahan

pemanis sintetik yang banyak digunakan yaitu sakarin, dulsin dan siklamat.

Berikut adalah cara Pengujian Sakarin pada makanan

1. Sampel makanan di busukkan hingga terbentuk lapisan air

2. Lapisan air yang diperoleh diasamkan, kemudian diekstrak dengan petroleum

eter. Lapisan air digunakan untuk pengujian sakarin

3. Ekstrak lapisan air yang diperoleh dengan eter, uapkan eter dari ekstrak eter

yang diperoleh

4. Residu yang tinggal dirasakan masis atau tidak dengan indra pencipta, jika

manis menunjukkan adanya sakarin (bila kadar sakarin yang ada 20 mg/kg

contoh biasanya dapat di uji dengan cara ini)

5. Larutkan residu dalam 15 ml air. Larutan dibagi dua (larutan F 10 ml, dan

larutan G 5 ml)

6. Untuk menguji adanya sakarin

a. Kedalam 10 ml larutan F ditambahkan 2 ml H2SO4 encer (1+3). Panaskan

sampai mendidih

b. Titrasi dengan sedikit berlebih larutan KMnO4 sampai terbentuk warna

merah jambu yang persisten, dinginkan

c. Tambahkan kurang lebih 1 g NaOH. Saring, masukkan filtrat ke dalam

pinggan porselin. Uapkan sampai kering

d. pada 210 – 215 OC dalam tanur selama 20 menit. Larutkan residu dalam

air

e. Pindahkan larutan ke dalam labu pemisah, asamkan dan ekstrak dengan

eter. Uapkan eter

f. Larutkan residu dalam air. Tambahkan 1 tetes FeCl3 netral 0.5 %.

Terbentuknya warna violet menandakan adanya asam salisilat yang

dibentuk dari sakarin

Gambar 2.1 flowchart pengujian sakarin pada makanan (anonimc. 2009)

Diekstrak dengan petroleum eter

Larutan F 10 ml

Lapisan air diasamkan

Makanan dibiarkan membusuk hinnga terbentuk lapisan air

tidak menunjukkan tidak ada sakarin

Manis, menunjukkan ada sakarin

Residu yang tinggal dirasakan dengan indra pencipta

Eter diuapkan dari ekstrak eter

Larutan G 5 ml

Tambahkan 2 ml H2SO4 encer

Kemudian disaring

Larutan dalam 15 ml air dibagi 2

Bila kadar askarin yang ada 20 mg/kg dapat diuji dengan cara ini

Tambahkan 1 gr NaOH

Titrasi dengan KMnO4 sampai terbentuk warna merah jambu

Panaskan sampai mendidih

Larutkan residu dalam

Panaskan sampai 210-215 oc selama 20 menit

Diuapakan sampai kering

Masukkan filtrat ke cawan porselenTerbentuknya warna violet

menandakan adanya asam salisilat dari sakarin

Tambahkan 1 tetes FeCl3 0,5 %

Uji asam p-hidroksibenzoat