VI.1. TITRASI ASAM BASA

Titrasi asam basa dapat memberikan titik akhir yang cukup tajam dan untuk itu

digunakan pengamatan dengan indikator bila pH pada titik ekivalen antara 4-10.

Demikian juga titik akhir titrasi akan tajam pada tirasi asam atau basa lemah jika

pentitrasian adalah basa atau asam kuat dengan perbandingan tetapan disosiasi asam lebih

besar dari 104. Selama titrasi asam basa, pH larutan berubah secara khas. pH berubah

secara drastis bila volume titrannya mencapai titik ekivalen. Kecuraman perubahan pH

untuk tiga asam yang berbeda terlihat pada kurva titrsi pada gambar dibawah ini.

Kesalahan titik akhir dan pH pada titik ekivalen merupakan tujuan pembuatan kurva

titrasi. Kurva ini dapat dimodifikasi dengan menggunakan pelarut bukan air.

Pada reaksi asam basa, proton di tranfer dari suatu molekul ke molekul lain.

Dalam air, proton biasanya tersolvasi sebagai HO. Reaksi asam basa bersifat reversiblel.

Reaksi dapat digambarkan sebagai berikut:

HA + H2O H3O+ + A- air sebagai basa

B + H2O BH+ + OH- air sebagai asam

Di sini [A-] adalah basa konjugasi, H+B adalah asam konjugasi. Berarti secara umum:

Asam + basa basa konjugasi + asam konjugasi

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+ [basa]

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- [asam]

Disini dan

Jika adalah hasil kali ionik air, maka adalah mungkin untuk

menyatakan H+ dalam persamaan yang mengandung suku Ka, Kb dan Kw untuk

kombinasi berbagai tipe asam kuat dan lemah serta basa.

Titrasi [H+] Pendekatan

Umum Ka [H+]

Asam kuat basa kuat Ka [OH-]

Basa kuat asam lemah [HA] = [OH-]

Asam kuat basa lemah [B] = [H+]

Asam lemah basa lemah [B] = [HA]

Asam lemah berbasa dua [H3A] = [A-]

Adalah mungkin untuk menyatakan H+ dalam persamaan yang mengandung suku

Ka, Kb dan Kw untuk kombinasi berbagai tipe asam kuat dan lemah serta basa. Sebagian

besar titrasi asam basa dilakukan pada temperatur kamar, kecuali titrasi yang meliputi

basa-basa yang mengandung CO2. Jadi titrasi dengan Na2CO3 dilakukan pada temperatur

00C. Temperatur mempengaruhi titrasi asam basa. pH dan perubahan warna indikator

tergantung secara tidak langsung pada temperatur. Ka akan bertambah besar dengan

kenaikan temperatur sampai suatu batas tertentu, kemudian akan turun kembali pada

kenaikan lebih lanjut. Ini sesuai dengan turunnya tetapan dielektrikum air dengan

kenaikan temperatur sehingga air sulit untuk memisahkan muatan ionik. Jika tetapan

ionisasi semakin kecil, maka makin tergantung pada temperatur.

Kurva Titrasi Asam-Basa

Hal ini berguna untuk membentuk kurva titrasi dengan mempertimbangkan aspek

kesetimbangan dari reaksi asam-basa. Pada kurva tersebut kita mengamati perubahan

terhadap pH baik sebelum maupun sesudah titik ekivalen dan perubahan drastis pada

sekitar titik ekivalen dengan hanya penambahan sedikit volume titran. Kita akan

membahas sedikit tipe kurva titrasi:

a. asam kuat dan basa kuat

Contoh:

Jika 50 mL 0,1 M HCl dititrasi terhadap 0,1 N NaOH, hitung pH pada saat mulai titrasi

dan setelah penambahan 10, 50, 60 mL NaOH. Lukiskan perubahan demikian dengan

kurva titrasi yang sesuai.

Jawab:

1) pH mula-mula:

Karena HCl asam kuat ia terurai sempurna menjadi [H3O+] = 0,1

pH = - log [0,1] = 1

2) pH setelah penambahan 10 mL basa

[R] VT =

Dimana: VR = volume pereaksi

VT = volume titran

MR = molaritas pereaksi

MT = molaritas titran

[H3O+] = = 6,67 10-2 M

pH = -log [6,67 10-2] = 2 – log 6,67 = 1,18

3) pH pada titik ekivalen: titik ini tercapai pada 50 mL NaOH ditambahkan sehingga

larutan menjadi netral [H3O+] = [OH-] = 1 10-7, sehingga pH = 7,0 (karena = 1

10-14)

4) pH setelah penambahan 60 mL basa.

[R] VT =

= 0,0091 M = [OH-]

pOH = - log [0,0091] = 3 – log 9,1

pH = 14 – 3 + log 9,1 = 11,96

mL NaOH Volume total (mL) [H3O+] pH

0 50 0,1 1,0

10 60 0,0667 1,18

20 70 0,0429 1,37

30 80 0,025 1,60

40 90 0,0111 1,95

50 100 1 10-7 7,0

50,1 100,1 0,0001 10

60 110 0,0091 11,96

70 120 0,0167 12,22

80 130 0,0231 12,36

90 140 0,0286 12,46

100 150 0,0333 12,52

110 160 0,0375 12,57

120 170 0,0412 12,61

b. basa kuat dan asam lemah

Contoh:

Jika 50 mL asam lemah 0,1 M HB (Ka = 10-5) dititrasi terhadap 0,1 N NaOH. Hitung pH

pada saat mulai titrasi dan setelah penambahan 10, 50, 60 mL NaOH. Lukiskan

perubahan demikian dengan kurva titrasi yang sesuai.

Jawab:

Kita harus mempertimbangkan berbagai disosiasi seperti:

HB + H2O H3O+ + B- Ka = 1 10-5 (disosiasi basa lemah)

B- + H2O HB + OH- Kb = 1 10-9 (disosiasi basa lemah)

2H2O H3O+ + OH- Kw = 1 10-14 (disosiasi air)

HB + OH- B- + H2O Kt = 1 10+9 (kebalikan reaksi titrasi)

Maka Ka Kb = Kw dan Kt = 1/Kb

1) pH mula-mula:

[H3O+] = [B-]

[HB] = 0,1 - [H3O+] = 0,1

Ka =

1 10-5 =

[H3O+] =

pH = - log [1 10-3] = 3,0

2) pH setelah penambahan 10 mL basa. Jika berlangsung baik, Kt = 1 10+9

[R] VR = =

Ka = 1 10-5 = = sehingga larutan

[H3O+] = 4 10-5

pH = - log [4 10-5] = 5 – log 4 = 4,40 atau pH = pKa – log

3) pH pada titik ekivalen: titik ini tercapai pada 50 mL NaOH [B-] = 0,05

karena [HB] = [OH-]

kita menggunakan sebuah ekspresi untuk Kb sebagai,

Kb = 1 10-9 =

= [OH-]2

[OH-] =

pOH = - log [7,07 10-6] = 5,15

pH = 14 – 5,15 = 8,85

4) pH setelah penambahan 60 mL basa, kita sekarang mempunyai kelebihan NaOH.

[R]VT = = 0,0091 M = [OH-]

pOH = - log [0,0091] = 3 – log 9,1

pH = 14 – 3 + log 9,1 = 11,96

mL NaOH Volume total (mL) [H3O+] pH

0 50 1 10-3 3,0

10 60 4 10-5 4,40

20 70 1,5 10-6 4,82

30 80 6,67 10-6 5,17

40 90 2,5 10-6 5,60

50 100 5 10-11 (OH-) 8,85

50,1 100,1 9,9 10-5 (OH-) 10

60 110 9,1 10-3 (OH-) 11,96

70 120 1,67 10-2 (OH-) 12,22

80 130 2,31 10-2 (OH-) 12,36

90 140 2,86 10-2 (OH-) 12,46

100 150 3,33 10-2 (OH-) 12,52

110 160 3,75 10-2 (OH-) 12,57

120 170 4,12 10-2 (OH-) 12,61

Pada kedua kurva titrasi diatas diamati perubahan pH yang bertahap sebelum dan

sesudah titik ekivalen. Perubahan drastis terlihat pada titik ekivalen titrasi asam kuat

dengan basa kuat. Untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat, perubahan pH pada titik

ekivalen makin kurang tajam bila asamnya semakin lemah. Ini disebabkan reaksi

netralisasinya tidak selengkap reaksi netralisasi asam kuat basa kuat.

Tetapan kesetimbangan Kt untuk reaksi:

HB + OH- B- + H2O

Lebih kecil asam lemah HB. Ketajaman perubahan pH pada titik ekivalen ini

berhubungan juga dengan perubahan warnaindikator dan presisi penentuan titik akhir.

Indikator Asam Basa

Adalah zat yang berubah warnanya atau membentuk fluoresen atau kekeruhan

pada suatu rang (trayek) pH tertentu.

Indikator asam basa terletak pada titik ekivalen dan ukuran dari pH.

Zat-zat indikator dapat berupa asam atau basa, larut, stabil dan menunjukkan perubahan

warna yang kuat serta biasanya adalah zat organik.

Perubahan warna disebabkan oleh resonansi isomer elektron. Berbagai indikator

mempunyai tetapan ionisasi yang berbeda dan akibatnya mereka menunjukkan warna

pada range pH yang berbeda.

Indikator asam basa secara garis besar dapat diklasifikasikan dalam tiga golongan:

a). Indikator ftalein dan indikator sulfoftalein

Indikator ftalein dibuat dengan kondensasi anhidrida ftalein dengan fenol,

fenolftalein. Pada pH 8,0 – 9,8 berubah warnanya menjadi merah. Anggota-nggota

lainnya: thymol-ftalein, -naftolftalein.

Indikator sulfoftalein dibuat dari kondensasi anhidrida ftalein dan sulfonat. Yang

termasuk dalam kelas ini: thymol blue, bromofenol red, bromofenol blue,

bromocresol red.

b). Indikator Azo

Diperoleh dari reaksi amina romatik dengan garam dizonium, misal: methyl yellow

atau dimetil azo benzena. Indikator yang masuk kelas ini adalah methyl yellow,

methyl red dan tropaelino.

c). Indikator trifenilmetana

Yang termasuk golongan ini adalah malachite green, methyl violet, kristal violet.

Indikator Campuran

Pada titrasi H3PO4 oleh basa kuat ataupun NaHCO3 oleh asam, pengendalian pH

yang seksama mutlak diperlukan. Untuk titrasi demikian indikator campuran yang

berubah warnanya pada range pH yang sempit sangatlah bermanfaat. Contohnya:

campuran bromocresol green (pK 4,9) dan methyl red (pK 5) memberikan transisi yang

tajam pada pH = 5,1 yaitu berwarna abu-abu yang disebabkan hasil komplementer dari

kedua indikator tersebut.

Beberapa Indikator Campuran

No.Indikator (I) + Indikator

(II)Perbandingan

Warna

pH Pelarut

1Methyl yellow + methylene blue

1 : 1 B – H 3,25 Alkohol

2Methyl orange + bromocresol green

1 : 5 J – BH 4,3 Air

3Methyl orange + xylene cyanol FF

2 : 3 M – H 3,8 Alkohol

4Methyl red + bromocresol green

2 : 3 M – H 5,1 Alkohol

5 Fenol red + bromotyhmol 1 : 1 K – U 7,5 Air

6 Tyhmol blue + fenolftalein 1 : 3 K – U 9,0 alkoholB = biru; H = hijau; M = merah; K = kuning; U = ungu, BH = biru-hijau; J = jingga

Indikator Fluoresen

Indikator asam basa tidak dapat digunakan pada larutan yang warnanya pekat atau

larutan yang keruh. Untuk larutan tersebut biasanya digunakan indikator yang

menunjukkan pendar-fluor (fluoroscene), misal -naftilamin. Indikator ini menunjukkan

penda-fluor biru pada sinar ultraviolet. Kelebihan indikator ini adalah pengamatan titik

akhir titrasi sangat mudah meskipun warna titrannya sendiri cukup kuat, bahkan seorang

yang buta warna dapat mengamati proses pendar-fluor.

Beberapa Indikator Fluoresen

No. Nama Indikator Trayek pH Bentuk Asam Bentuk Basa1 Rosin 0 – 3,0 - Hijau2 Asam salisilat 0,2 – 4,0 - Biru 3 -naftilamin 3,4 – 4,8 - Biru 4 Diklorofluorosein 4,0 – 6,6 - Hijau 5 -naftol 8,0 – 9,0 - Biru 6 Kuinin 9,5 – 10,0 Biru – ungu -7 Kuinolin 6,2 – 7,2 Biru -

Soal-soal:1. Berapa banyak NaOH 0,6 N harus ditambahkan pada 750 mL NaOH 0,2 N untuk

memperoleh larutan 0,3 N.2. Jika 0,5 g campuran K2CO3 dan Li2CO3 memerlukan 30 mL 0,25 N larutan asam

untuk netralisasi, berapakah komposisi campuran tersebut.3. Jika 1,2 g sampel campuran Na2CO3 + NaHCO3 dilarutkan dan dititrasi dengan HCl

ternyata indikator fenolftalein menunjukkan titik akhirnya adalah 15 mL, sedangkan titik akhir kedua teramati 22 mL dengan indikator methyl orange. Hitung persentase komposisi campuran.

4. Berapa volume 0,1421 N Lithium hidroksida yang diperlukan untuk menetralkan 13, 72 mL 0,06860 N asam fosfat.

5. Suatu sampel H2SO4 mengandung SO2 dan SO3 beratnya 1,0 g memerlukan 23,4 mL 1 N alkali untuk netralisasi. Diketahui kadar SO2 adalah 1,3%, hitung persen SO3 bebas, H2SO4 dan SO3 terikat dalam sampel.

6. Suatu campuran mengandung Li2CO3 + BaCO3 beratnya 1,0 g dan memerlukan 15 mL 1 N asam HCl untuk netralisasi. Berapa persen BaCO3 dalam sampel.

7. Berapa volume H2SO4 6 N dan 3 N harus dicampur untuk memperoleh satu liter H2SO4 3 N.