Metode Titrimetri / Volumetri

Prosedur analisis kimia yang didasarkan pada pengukuran jumlah larutan titran yang bereaksi dengan analit.

Larutan titran : larutan yang digunakan untuk mentitrasi, biasanya digunakan suatu larutan standar

Larutan standar: larutan yang telah diketahui konsentrasinya

titrasi dilakukan dengan menambahkan sedikit demi sedikit titran ke dalam analit

buret

Level volume titran

Klem

Stopcock

erlenmeyer

magnet Pengaduk

Larutan analit

aA + tT produksejumlah a molekul analit A bereaksi dengan t molekul reagensia T (titran). Penambahan titran dilakukan sedikit demi sedikit melalui buret.

Titik ekuivalenTitik dimana jumlah titran yang ditambahkan ekuivalen dengan jumlah analit secara stoikhiometri

Molaritas (M)

M =mol A

Liter larutan=

mmol A

mL larutan

M =mol

V

Untuk mencari gram zat terlarut: g = M x V x BM

Konsentrasi Larutan

• Hitung molaritas suatu larutan H2SO4 yang mempunyai densitas 1,30 g/ml dan mengandung 32,6% bobot SO3. BM SO3=80,06

• Jawab: 1 liter larutan mengandung 1,30 g/ml x 1000ml/L x 0,326 = 424 g SO3

M =(424g) / (80,06 g/mol)

1 liter = 5,3 mol/L

Karena 1 mol SO3 menghasilkan dalam air maka ada 5,3 mol/L H2SO4 dalam larutan itu

Soal:

Soal

Berapa gram Na2SO4 (142,1 g/mol) diperlukan untuk membuat larutan sebanyak 250 mL dengan konsentrasi 0,683 M

p. 138

Normalitas (N)

N =ek A

Liter larutan=

mek A

mL larutan

ek =gram

Berat EkuivalenN =ekV

Untuk mencari gram zat terlarut: g = N x V x BE

•Hitung berapa gram Na2CO3 murni diperlukan untuk membuat 250 ml larutan 0,150 N. Natrium karbonat itu dititrasi dengan HCl menurut persamaan CO3

2- + 2H+ H2CO3

• Jawab: tiap Na2CO3 bereaksi dengan 2H+ , oleh itu berat ekuivalennya setengah BMnya, 106/2 = 53 g/ek jadi, banyaknya Na2CO3 yang diperlukan:

ek = g/BEg = (0,15 ek/L) x (0,25 L) x (53 g/ek) = 1,99 g

Soal:

Persen Berat gram zat terlarut dalam 100 g larutan

% =g zat terlarut

g zat terlarut + g pelarutx 100%

g = M x V x BM = (0,100 mol/L) x (1 L) x (36,5 g/mol) = 3,65 gram dalam 1 ml HCl pekat terdapat 1,19 g/ml HCl x 0,37 = 0,44 g/ml

HCl pekat (BM 36,5) mempunyai densitas 1,19 g/ml dan mengandung 37% berat HCl. Berapa ml asam pekat ini harus diambil dan diencerkan menjadi 1 liter untuk membuat larutan 0,100 M

ml = 3,65 g0,44 g/ml

= 8,3 mlBerapa M HCl pekat? M = mol/L = g/(BM x V)gram HCl = (1,19 g/ml) x (1000ml/L) x 0,37 = 440 g/LM = 440 g / {(36,5 g/mol) x 1 L }= 12,055 M

V1=M2 x V2

M1

=12,055

0,1 x 1

= 0,0083 L = 8,3 ml

Jenis - jenis titrasi

Titrasi asam - basa titrasi redoks titrasi pembentukkan kompleks titrasi pengendapan

Titrasi Asam - Basa

Titran merupakan asam atau basa kuat titrasi asam kuat - basa kuat titrasi basa kuat - asam kuat titrasi asam lemah - basa kuat titrasi basa lemah - asam kuat

Indikator: zat yang ditambahkan ke dalam larutan analit untuk mengetahui titik akhir titrasi

Penentuan titik akhir titrasi

Perhatikan perubahan warna

10 20 30 40 50 60 70

121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1

pH

ml NaOH

Fenolftalein

Biru bromtimol

Merah metil

Titik ekuivalen

Kurva Titrasi Asam Kuat - Basa Kuat

misalkan 50ml HCl 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,1MHCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) atau H+

(aq) + OH-(aq) H2O(l)

sebelum penambahan NaOHHCl adalah asam kuat dan terdisosiasi lengkap, jadi [H+] = 0,1pH = - log [H+] = 1

Setelah penambahan 10 ml NaOHreaksi yang terjadi selama titrasi adalahH+

(aq) + OH-(aq) H2O(l)

(50 ml) x (0,1 mmol/ml) H= bereaksi dengan (10 ml) x (0,1 mmol/ml) OH-

H+(aq) + OH-

(aq) H2O(l)

5,00 mmol 1,00 mmol1,00 mmol 1,00 mmol

4,00 mmol 0

dalam kesetimbangan terdapat 4,00 mmol H= dalam 60 ml larutan. Jadi,[H+] = 4,00 mmol / 60ml = 6,67 x 10-2 mmol/mlpH = - log [H+] = 2 - log 6,67 = 1,18

hitung pH larutan setelah penambahan 20, 30, 40, 45 dan 49,9 ml NaOH

Titrasi asam kuat - basa kuat

Setelah penambahan 50 ml NaOHreaksi berlangsung sempurna, garam yang dihasilkan yaitu NaCl tidak asam dan dan tidak pula basa dalam larutan air (tidak dihidrolisis), maka larutan itu netral; [H+] = [OH-] = 1,0 x 10-7 pH = 7

Setelah penambahan 60 ml NaOH

H+(aq) + OH-

(aq) H2O(l)

5,00 mmol 6,00 mmol5,00 mmol 5,00 mmol 0 1,00 mmoldalam kesetimbangan terdapat 1,00 mmol OH- dalam 110 ml larutan. Jadi,[OH-] = 1,00 mmol / 110ml = 9,1 x 10-

3 mmol/mlpOH = - log [OH-] = 3 - log 9,1 = 2,04pH = 14 - pOH = 11,96

Perhatikan: setelah titik ekuivalen tercapai (besar pH = 7,00), penambahan 0,05 ml titran akan merubah pH menjadi 9,7 nilai tersebut diperoleh dariH+

(aq) + OH-(aq) H2O(l)

5,00 mmol 5,05 mmol5,00 mmol 5,00 mmol 0 0,05 mmoldalam kesetimbangan terdapat 0,05 mmol OH- dalam 100,05 ml larutan. Jadi,[OH-] = 0,05 mmol / 100,05 ml = 0,0005 mmol/mlpOH = - log [OH-] = 3,30125pH = 14 - pOH = 9,7

hitung pH larutan setelah penambahan 51, 70, 80, 100 ml NaOH

Perubahan warna pada fenolftalien

Perubahan warna terjadi pada pH 8,3 - 10

Perubahan warna pada biru bromtimol

Perubahan warna terjadi pada pH 6 - 7,6

Perubahan warna pada merah metil

Perubahan warna terjadi pada pH 4,2 - 6,3

10 20 30 40 50 60 70

121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1

pH

ml NaOH

Titik ekuivalen

Kurva Titrasi Asam Lemah - Basa Kuat

misalkan 50ml suatu asam lemah HA Ka =1,0 x 10-5 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,1M

sebelum penambahan NaOHHA adalah asam lemah dan terdisosiasi dengan lemah

HB (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + A- (aq)

Maka dianggap [H3O+] [A-] dan[HA] = 0,1 - [H3O+] 0,1

[H3O+][A-]

[HA]= Ka

[H3O]2

0,1= 1,0 x 10-5

[H3O+] = 1,0 x 10-3

pH = 3,00

Setelah penambahan 10 ml NaOHreaksi yang terjadi selama titrasi adalahHA + OH- H2O + A-

(50 ml) x (0,1 mmol/ml) HA bereaksi dengan (10 ml) x (0,1 mmol/ml) OH-

HA + OH- H2O + A-

5,00 mmol 1,00mmol1,00 mmol 1,00mmol

4,00 mmol 0 1,0mmol 1,0mmol

dalam kesetimbangan terdapat 4,00 mmol HA dan 1,0 mmol A- dalam 60 ml larutan.

Titrasi asam lemah - basa kuat

[HA] = 4,00

60- [H3O+]

4,00

60

[A-] =1,00

60+ [H3O+]

1,00

60

[H3O+][A-]

[HA]= Ka

[H3O+] (1,0/60)

(4,0/60)= 1,0 x 10-5

[H3O+] = 4 x 10-5

pH = 5 - log 4 = 4,40

Setelah penambahan 50 ml NaOH (pH pada titik ekuivalen)terbentuk 5,00 mmol A-; [A-] = 5,00/100 = 0,05MA- adalah basa dan reaksinya dengan air adalahA- + H2O HA + OH- dianggap [HA] [OH-]maka

[HA][OH-]

[A- ]= Kb = 1,0 x 10-9

[OH-] 2

0,05= 1,0 x 10-9

[OH-] = 7,1 x 10-6

pOH = 5,15 pH = 8,85

Setelah penambahan 60 ml NaOHsetelah tercapai titik ekuivalen, masih terdapat 10 ml OH- 0,1M atau 1,0 mmolsementara OH- yang dihasilkan dari reaksi A- + H2O HA + OH-

dapat diabaikan, sehingga

1,0 mmol

110 ml[OH-] = = 9,1 x 10-3

pOH = 2,04 pH = 11,96

Perhatikan: setelah titik ekuivalen tercapai (besar pH = 8,85), penambahan 0,10 ml titran akan merubah pH menjadi 9,7 nilai tersebut diperoleh dari

0,01 mmol

100,1 ml[OH-] = = 9,99 x 10-5

pOH = 4,0 pH = 10,0

Cara menghitung pH titrasiuntuk titrasi asam lemah - basa kuat

T=0

T<1

T=1

T>1

Spesi yang terdapat pada larutan

Persamaan

HA

HA dan A-

A-

OH-

HA + H2O H3O++ A- [H3O+][A-]

[HA]Ka =

[H3O+] = [A-] [H3O+] = Ka.[HA]

bufferpH = pKa + log

[A-]

[HA]

A- + H2O HA + OH - [HA][OH -]

[A-]Kb =

[HA] = [OH -] [OH-] = Kb.[A-]

[OH-] = kelebihan titran

[H3O+][A-]

[HA]Ka =

HA + OH - A- + H2O

asamterionisasi

Garamterhidrolisis

Cara menghitung pH titrasiuntuk titrasi basa lemah - asam kuat

T=0

T<1

T=1

T>1

Spesi yang terdapat pada larutan

Persamaan

B

B dan HB+

HB+

H3O+

B + H2O HB+ + OH -

bufferpOH = pKb + log

[HB+]

[B]

[HB+][OH -]

[B]Kb =

[HB] = [OH -] [OH-] = Kb.[A-]

[H3O+] = kelebihan titran

HB+ + H2O H3O++ B [H3O+][B]

[HB+]Ka =

[H3O+] = [B] [H3O+] = Ka.[HB+]

B + H3O+ HB+ + H2O

[HB+][OH -]

[B]Kb =

Garamterhidrolisis

Basaterionisasi

Soal Senyawa cisplatin Pt(NH3)2Cl2 sebagai agen

chemotherapy yang dapat dibuat sesuai reaksi berikut: (NH4)2PtCl4 (s)+ 2NH3 (aq) 2 NH4Cl(aq)+ Pt(NH3)2Cl2 (s) untuk membuat cisplatin, anda mereaksikan sebanyak 15,5 gram padatan (NH4)2PtCl4

dengan 225 mL larutan NH3 0,75M a. tentukan reaksi yang terjadi bila NH3 dilarutkan dalam

air b. tentukan pH larutan NH3 0,75M (Kb NH3=1,8 x 10-5) c. tuliskan reaksi ionisasi (NH4)2PtCl4 dan Pt(NH3)2Cl2 bila

larut dalam air

d. antara larutan (NH4)2PtCl4 (373 g/mol) dan Pt(NH3)2Cl2

(300g/mol) bila larut dalam air dengan molaritas yang sama, manakah yang mempunyai daya hantar listrik paling besar

e. Berdasarkan data di atas tentukan pereaksi yang jumlahnya berlebih, dan tentukan mana pereaksi pembatas

f. berapa banyak cisplatin yang dapat terbentuk sebanyak-banyaknya

g. sesudah pereaksi pembatas digunakan dan dihasilkan cisplatin yang maksimum, apa dan berapa gram jumlah pereaksi yang tersisa

h. tentukan molaritas larutan NH4Cl yang terbentuk dari reaksi tersebut

Jawab a. NH3 (aq)+ H2O NH4OH(aq) NH4

+(aq) + OH-

(aq)

b.

[NH4+][OH -]

[NH3]Kb = [NH4

+] = [OH-] = x

[x]2

0,751,8 .10-5 =

[NH3] = 0,75 - x 0,75

x = 3,6 .10-3

[OH-] = x = pOH = - log 3,6.10-3

pOH = 2,435 pH = 14 - 2,435 = 11,565

c. (NH4)2PtCl4 (aq) NH4+

(aq) + PtCl42-

(aq)

Pt(NH3)2Cl2 4 (aq) Pt(NH3)22+

(aq) + 2Cl- (aq)

d. keduanya merupakan elektrolit kuat

e. mol (NH4)2PtCl4 = 15,5 g/ 373 = 0,0416 mol

mol NH3 = 0,225 L x 0,75 mol/L = 0,16875 mol

1 mol (NH4)2PtCl4 2 mol NH3

0,0416 mol(NH4)2PtCl4 0,0832 mol NH3

pereaksi pembatas adalah (NH4)2PtCl4

f. cisplatin yang terbentuk0,0416 mol x 300 g/mol = 12,48 g

g. sisa NH3

0,16875 mol - 0,0832 mol = 0,08555 mol = 0,08555 mol x 17g/mol = 1,454 g NH3

h. jumlah mol NH4Cl

= 2 x 0,0416 mol = 0,0832 mol molaritas = 0,0832 mol / 0,225 L = 0,36978 M

(NH4)2PtCl4 (s) + 2NH3 (aq) 2 NH4Cl(aq)+ Pt(NH3)2Cl2 (s)