Titrasi Asam Basa

KFA 2 – Farmasi UNJANI

Tursino, M.Si., Apt.

Pendahuluan

Titrasi Asam Basa :• Metode Analisis Volumetrik – kuantitatif• Larutan standar asam/basa (titran) ditambahkan melalui

buret ke dalam larutan sampel basa / asam (titrat) yangmengandung indikator Alkalimetri dan Asidimetri

HCl + NaOH NaCl + H2O

+ Indicator

Titrasi Asam Basa :ReaksiTitranTitratDeteksi TAT

Titrasi Asam Basa

Reaksi : NetralisasiH+ + OH- H2O

Titran : Larutan standar asam/basa yg diketahui konsentrasinya – standarisasi larutan larutan volumetrik (LV)

Titrat : Larutan sampel mengandung analit (asam/basa) yang akan ditentukan kadarnya.

Deteksi TAT : indikator asam basa / potensiometri.

Konsep Asam Basa

Apakah senyawa berikut asam/basa ?

NaOHHClH2SO4AlCl3BF3NH3FenolAmidaAnilin

Asam Kuat vs Asam Lemah ?

Asam Kuat - terdisosiasi sempurna 100% menjadi ion-ion penyusunnya

Asam Lemah – terdisosiasi tidak sempurna, < 100 %.

Ukuran kekuatan asam – Ka : tetapan kesetimbangan asam – tetapan disosiasi asam.

HA <==> H+ + A-

Ka = [H+] [A-]/[HA]

Makin besar Ka, asam ? Asam Kuat, Ka?

Soal :

Suatu asam HA terdisosiasi dalam air sebesar 20%, berapa Ka asam tersebut?

Jika asam asetat mempunya Ka = 10-5, berapa % asam asetat yg terdisosiasi?

Ka, pH, pOH, Kb, Kw

pH = -log [H+] pOH = ? Ka = ? Kb = ? Kw = 10-14

Hitung pH larutan berikut :

a. Larutan NaOH 0,005 Mb. Larutan HCl 0,025 Mc. Larutan KOH 0,001Md. HCOOH 0,01 M (Ka = 1,8 X 10-4)e. Larutan H2SO4 0,002Mf. 0.001 M larutan NH4OH (Kb = 10 –5)

Larutan Dapar Larutan yang jika ditambahkan “sedikit”

asam/basa kedalamnya akan tetap mempertahankan pH larutan tersebut.

Larutan dapar biasanya mengandung:Asam lemah-basa konjugat (garam)Basa lemah-asam konjugat (garam)

Cara pembuatan larutan dapar ? Perhitungan pH larutan dapar ? Manfaat adanya larutan dapar?

Hitung pH larutan dapar berikut :

Hitung pH dapar larutan 500 ml yangmengandung 0,08 M NH4Cl dan 0,08 MNH4OH !

Hitung pH campuran Suatu larutan yang volumenya 900 ml berisi campuran 0,1 M larutan NH3 dan 0,1 M larutan NH4Cl, jika Kb. NH3 = 2. 10-5

Tugas : Kapasitas Dapar ?

Reaksi Netralisasi

H+ + OH- H2O K?

Syarat reaksi untuk titrasi :1. Stoikiometri diketahui dan tetap.2. Arah reaksi diketahui.3. Kesetimbangan harus cepat.4. Tidak ada reaksi samping.5. Galat pada akhir titrasi sekecil mungkin.

Bagaimana dengan reaksi netralisasi ?

Satuan Konsentrasi Larutan – Reaksi Netralisasi

Molaritas Normalitas % b/v % b/b bpj Titer dll

Ingat dan pahami kembali !!!

Hitung konsentrasi HA dalam berbagai satuan dari soal berikut :

50,0 ml larutan HA (BM 100) bereaksi dengan 100,0 ml NaOH 0,1 M. Hitung konsentrasi HA dalam larutan tersebut :a. Molar HAb. Normal HAc. % b/v HAd. bpj HAe. Titer untuk HA, jika NaOH adalah titran dan HA analit.

What is the concentration of HCl if 30.0 mL of 0.10 M NaOHneutralizes 50.0mL HCl?

NaOH + HCl → H2O + NaCl

A 43.0 mL of sodium hydroxide was titrated against 32.0 mL of 0.100 M hydrochloric acid. What is the molarity of sodium hydroxide solution?

Hitung T untuk senyawa berikut, peniter HClO4 0.02 NAtropin sulfat (BM 678,82)Bisakodil (BM 361,4)CTM (BM 390,87)Dekstrometorfan (BM 271,4)

Titran Larutan standar asam/basa, yang diketahui

konsentrasinya, digunakan untuk menentukan kadar analit secara titrasi.

Jika senyawa standar asam/basa yang digunakan untuk pembuatan titran tidak murni ada proses standarisasi larutan.

Standarisasi titran standar/baku primer atau dengan larutan standar sekunder.

Standarisasi Titran

Proses penentuan secara aktual normalitas/molaritas dari larutan titran titrasi.

Menggunakan senyawa baku primer atau larutan baku sekunder sebagai acuan untuk penentuan konsentrasi titran.

Baku primer adalah senyawa yang diketahui kemurniannya, ditimbang secara hati-hati dan akurat, dan digunakan untuk standarisasi larutan peniter (normalitas/molaritas).

Baku sekunder adalah larutan standar (bukan standar primer) yang digunakan untuk proses standarisasi peniter.

Syarat Baku Primer :

Contoh : larutan peniter HCl dapat distandarisasi dengan : Senyawa baku primer : Na2CO3 pro analisis, atau Larutan NaOH (baku sekunder), yang sebelumnya telah

distandarisasi dengan KHP.

- High purity- Stability (low reactivity)- Low hygroscopicity- High solubility (if used in titration)- High equivalent weight- The reaction should be stoichiometric

Baku Primer

Larutan Baku Asam distandarkan dg :Baku Primer Basa : Na-karbonat, TRIS atau THAM (tris hidroksimetil aminometan), Na-tetraborat, Merkuri oksida

Larutan Baku Basa (perhatikan efek CO2 dalam air) distandarkan dg :Baku Primer Asam : KH-Ftalat, Asam benzoat, Asam sulfamat, KH-iodat, Asam sulfosalisilat

Contoh pembakuan lar. HCl dengga Na2CO3

Prosedur : Timbang seksama lebihkurang 1,5 g Na2CO3 yang sudahdikeringkan, masukkan dalamErlenmeyer 250 cc. Tambahkan 100 mlair suling dan 2 tetes merah metil.Kocok sampai Na2CO3 larut sempurna.Lalu titrasi dengan HCl sampai warnamenjadi merah muda yang stabil.Panaskan larutan hingga mendidih,dinginkan dan lanjutkan titrasi. Bilaperlu, ulangi pemanasan hingga warnamerah muda pucat tidak hilang denganpendidihan lebih lanjut.

Hitung normalita HCl tersebut jikavolume peniter 25,0 ml !

Titrat

Larutan yang akan dititrasi, umumnya mengandung analit yang akan ditentukan kadarnya.

ditambahkan indikator untuk penentuan TAT.

Dalam perhitungan kadar analit perlu diperhatikan penimbangan sampel dan pelarutan serta pengenceran hingga menjadi titrat.

Analit Asam kuat/basa kuat titrasi langsung. Asam lemah, pKa 1-3 titrasi langsung, trayek indikator 4-

10. Asam karboksilat dan beberapa asam lemah titrasi

langsung, indikator fenolftalein (trayek pH basa, 8-10). Basa lemah, pKb ≤ 6 titrasi langsung dengan asam kuat,

pilih indikator yang berubah daerah asam. Kebanyak amin alifatik dan sedikit amin aromatik dapat

dititrasi langsung dengan asam kuat dalam lingkungan air. Kelarutan kurang dalam air :

Pelarut hiroalkohol Titrasi balik beberapa alkaloid dpt dengan cara ini.

Produk titrasi endapan mengganggu penentuan TA titrasi dua fasa. Kloroform-air, kloroform eter.

Indikator Asam Basa - Deteksi TAT

Untuk menentukan titik akhir titrasi (TAT) –bila TAT sulit diamati gunakan potensiometri.

Indikator adalah senyawa organik alami atau sintesis yang berwarna dan bersifat asam/basa yang dalam rentang pH tertentu akan berubah warnanya.

Kekuatan asam basa indikatornya harus lebih lemah dari kekuatan asam/basa analit.

Perbedaan warna indikator berkaitan dengan disosiasi asam/basanya.

Ren

tang

pH

Indi

kato

r

Pemilihan Indikator Asam Basa

Indikator mana yang cocok untuk titrasi berikut :

IndicatorColor on

Acidic Side

Range of Color

Change

Color on Basic Side

Methyl Violet

Yellow 0.0 - 1.6 Violet

Bromophenol Blue

Yellow 3.0 - 4.6 Blue

Methyl Orange

Red 3.1 - 4.4 Yellow

Methyl Red Red 4.4 - 6.3 Yellow

Litmus Red 5.0 - 8.0 Blue

Bromothymol Blue

Yellow 6.0 - 7.6 Blue

Phenolphthalein

Colorless 8.3 - 10.0 Pink

Alizarin Yellow

Yellow10.1 -12.0 Red

pH

volume (cm³)

Titration of weak base (25 cm³) with strong acid.

10 20 30 40 50 0

2

4

6

8

10

12

14

Indikator Campuran

Jika perubahan warna pada TAT tidak tajam, dapat digunakan campuran duaindikator atau gunakan campuran indikator + zat warna background,sehingga menghasilkan perubahan warna yang tajam pada pH tertentu

TAT vs Titik Ekivalen ? 10,0 ml larutan HCl 0,1 M dititrasi dengan

NaOH 0,1 M menggunakan indikator fenolftalein (8-10).

TE terjadi ketika 10,0 ml HCl 0,1 M bereaksi tepat dengan 10,0 ml NaOH 0,1 M.

TAT terjadi ketika larutan titrat berubah menjadi warna merah muda.

Jadi TAT vs TE bedanya apa?

Kurva Titrasi

Asam Kuat – Basa Kuat

Asam Lemah – Basa Kuat

Basa Lemah – Asam Kuat

Pengaruh konsentrasi thd kurva titrasi

Harga Ka/Kb vs Kurva Titrasi

Kelayakan Titrasi Asam Basa

Direct Titration vs Back Titration/Residual Titration

HCl + NaOH NaCl + H2O

ZnO + H2SO4 (A) ZnSO4 + H2O

H2SO4 (B) + NaOH Na2SO4 + H2O

mol H2SO4 Total = mol H2SO4 ( A ) + mol H2SO4 (B)

Water, Indicator

HCl, ZnO : Analytes Titrasi Blanko ?

Aplikasi dalam Bidang Farmasi

Penentuan kadar zat aktif/eksipien tertentu dalam bahan baku/sediaan.

Penetuan bilangan kimia minyak/lemak.

Standardization of 0.1 M NaOH :

Prosedur :• Potassium biphthalate (204.13) (dried 100-105 oC

for 2 hours) weighed 100 mg and inserted intoErlenmeyer/conical flask containing 10 mL ofdistilled water

• Add 2 drops of phenolphthalein indicator• Titration with 0.1 M NaOH until the pink color.

Jika hasil titrasinya adalah 12,5 ml, brp molaritasNaOH sebenarnya ?

Tablet AsetosalProsedur :

Timbang sejumlah 10 tablet, hitung bobot rata-ratatablet. Gerus seluruh tablet hingga halus dan homogen,timbang sekitar 500 mg serbuk dan masukkan ke dalamErlenmeyer 250 ml, tambahkan 30 ml larutan NaOH 0,5N , didihkan hati-hati selama 10 menit. Titrasi denganHCl 0,5 N menggunakan indikator merah fenol. Lakukantitrasi blangko (tanpa asetosal) dengan prosedur sepertidi atas. Hitung kadar asetosal per tablet.

1 ml NaOH 0,5 N setara dengan 45,04 mg C9H8O4

NaOH

+ NaOH(sisa)Dititrasi dengan HCl

Data Eksperimen :

• 7,16 g/10 tab

• 505,9 mg serbuk yg digunakan

• Volume titran untuk sampel = 21,65 ml

• Volume blanko = 29,65 ml

BM 180

Kapsul Asam Mefenamat

Prosedur :

Timbang dan serbukkan 10 kapsul asammefenamat. Timbang seksama kurang lebih 200mg serbuk asam mefenamat larutkan dalam100 ml etanol hangat yang telah dinetralkanterhadap merah fenol. Tambahkan 0,1 mllarutan merah fenol lalu titrasi dengan NaOH0,1 N.

1 ml NaOH 0,1 N setara dengan 24,13 mgC15H15NO2

BM 241,29

Data Eksperimen :• 5,38 g/10 kapsul• Ditimbang 204,8 mg• Volume titrasi = 7,85 ml• V. Blanko = 0,25 ml

Hitung kadar asam mefenamat/kapsul !

Asam Cuka Dapur

Prosedur :

Timbang seksama 5 g asam cuka dalam labu bersumbat yangberisi 50 ml air dan telah ditara. Tambahkan lagi 50 ml air.Titrasi dengan NaOH 1 N menggunakan 2 tetes fenolftalein.

Jika volume peniter adalah yang dibutuhkan adalah 11,75 mldan blanko 0,21 ml, hitung kadar asam cuka (%b/b) dalamsampel tsb !

1 ml NaOH 1 N setara dengan 60,05 mg C2H4O2

PEMERIKSAAN KEMURNIAN - BILANGAN KIMIA

Minyak dan lemak adalah :

Senyawa kimia golongan ester trigliserida

Minyak : cair, lemak : padat padat pada suhu kamar

Rentan terhadap reaksi hidrolisis

Rentan terhadap reaksi oksidasi yang menyebabkan ketengikan.

Bilangan kimia :

Bilangan pengenal yang dapat digunakan untukkarakterisasi/identifikasi dan pengujian kemurnian.

Penentuan identitas dan pemeriksaan kemurnian suatu bahan.

Bilangan asam (BA), bilangan penyabunan (BP), bilanganester (BE), bilangan hidroksil (BH), bilangan iodium (BI).

PEMERIKSAAN KEMURNIAN - BILANGAN KIMIA

Malam (wax) dalam keadaan segar mengandung asam lemakbebas, disini bilangan asam merupakan kriteria untukpenentuan identitas.

Lemak, minyak atau trigliserida sintetik sering terjadihidrolisis maka bilangan asamnya tinggi, maka pada kasus inibilangan asam digunakan sebagai kriteria kemurnian.

Bilangan Asam Bilangan asam : jumlah mg KOH/1 gram sampel reaksi penetralan asam

lemak bebas.

Sejumlah bobot tertentu zat dilarutkan dalam campuran etanol dan eter dandititrasi dengan NaOH 0,1 N menggunakan indikator fenolftalein.

Bilangan Penyabunan

Bilangan penyabunan : jumlah mg KOH/1,0 gram sampelpenetralan asam lemak dan penyabunan ester.

Kriteria penting untuk identitas dan kemurnian minyak, lemak ataumalam

Indikasi ukuran BM FA teresterkan. BP 190 asam stearat tidak tersubstitusiBP 200-210 asam palmitatBP 240 – 250 asam lemak molekul rendah, asam miristatatau asam laurat.

Bilangan Ester

Bilangan Hidroksil jumlah mg KOH / 1,0 g sampel setarakandungan gugus hidroksil : asetilasi (anhidrida asetat + piridin).

Bukan bilangan pengenal untuk lemak dan minyak. Pengujian untuk minyak jarak (12-hidroksioleat).

Reaksi asetilasi :

Bilangan Hidroksil – Bilangan Asetil

Pust

aka

Roth HJ dan Blaschke G, “Analisis Farmasi”, terjemahanS. Kisman dan S. Ibrahim, Cetakan III, Gadjah MadaUniversity.

Cairns D, “Essential of Pharmaceutical Chemistry”, 2nd ed, Pharm Press London, 2005.

Day RA and Underwood AL, “Quantitative Analysis”, 6th ed, Practice Hall, New Jersey, 1991.

Connors KA, “A Textbook of Pharmaceutical Chemistry”, 3rd ed. John Willey and Sons, New York, 1982.

Skoog DA, West DM and Holler FJ, “Fundamental of Analytical Chemistry”, 5th ed, Saunder Coll. Publ. New York, 1988.

Hatur Nuhun !!!

Tugas : dikumpulkan !!!!

Cari satu prosedur titrasi di Farmakope (FIdan non FI) untuk senyawa obat (bahan baku/sediaan). Tuliskan pula carapembakuan dan pembuatan pereaksinya !!!

Dari prosedur tersebut, buat suatu contoh soal perhitungan titrasinya untuk data titrasi bisa dimisalkan.