Cara Membuat Kurva Titrasi Bagian-1 (Olah Data)

Jumat, 28 Desember 2018 edit

Berikut ini adalah bagian pertama dari cari membuat kurva titrasi asam-basa. Masih terdapat tiga bagian hingga diperoleh kurva titrasi yang benar dan bagus. Pada prosesnya nanti pemplotan data akan menggunakan aplikasi Microsoft Excel.



A. Persiapan dan Olah Data Titrasi
Data yang diperlukan untuk membuat kurva titrasi adalah volume titran (zat yang ada dalam buret) serta pH campuran titrat dan titran. Data volume titran dibuat berpasangan dengan pH campuran tersebut.

pH campuran dihitung ketika penambahan volume tertentu dengan tahapan: 1. pH awal titrat; 2. pH sebelum titik ekuivalen campuran; 3. pH saat titik ekuivalen campuran; 4. pH setelah titik ekuivalen campuran.


pH tersebut kemudian dipasangakan dengan data penambahan setiap penambahan volume titran versus pH untuk memperoleh titik-titik koordinat yang dihubungkan untuk menghasilkan kurva yang disebut kurva titrasi asam-basa.


Ringkasan rumus hitung pH:

Rumus umum:
Larutan asam: $\mathsf{pH = -log [H^+]}$
Larutan basa: $\mathsf{pH = 14 + log [OH^-]}$

Asam Kuat:
$\mathsf{[H^+] = x~[H_xA]}$
Basa Kuat:
$\mathsf{[OH^-] = y~[B(OH)_y]}$
Asam Lemah:
$\mathsf{[H^+] = \sqrt{K_a{.}[H_xA]}}$
Basa Lemah:
$\mathsf{[OH^-] = \sqrt{K_b{.}[B(OH)_y]}}$
Penyangga Asam:
$\mathsf{[H^+] = K_a \times \dfrac{[H_xA]}{[A^-]}}$
Penyangga Basa
$\mathsf{[OH^-] = K_b \times \dfrac{[B(OH)_y]}{[B^+]}}$
Hidrolisis Garam
dari Basa Lemah
dan Asam Kuat:
$\mathsf{[H^+] = \sqrt{\dfrac{K_w}{K_b}{[B^+]}}}$
Hidrolisis Garam
dari Asam Lemah
dan Basa Kuat:
$\mathsf{[OH^-] = \sqrt{\dfrac{K_w}{K_a}{[A^-]}}}$

Dalam titrasi asam-basa terjadi reaksi penetralan asam (misalnya HA) oleh basa (BOH) atau sebaliknya.

Secara umum reaksinya dapat ditulis HA + BOH → BA + H2O.

Va . Ma = Vb . Mb

Keterangan:
Va = volume asam HxA
Ma = konsentrasi asam [HxA]
Vb = volume basa B(OH)y
Mb = konsentrasi basa [B(OH)y]

Dengan prinsip yang sama dengan rumus tersebut, volume titran saat mencapai titik ekuivalen (titik ketika jumlah zat titran sebanding dengan jumlah zat titrat) dapat ditentukan.

Misal titran-nya adalah larutan basa maka
$\mathsf{Vb = \dfrac{Va . Ma}{Mb}}$






1. Contoh Cara Menghitung pH pada Titrasi Asam Kuat dengan Basa Kuat

40 mL HCl 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,2 M

1.a Mula-mula
40 mL HCl 0,1 M
[H+] = [HCl]
[H+] = 0,1 M

pH Awal = –log [H+]
pH Awal = –log (0,1) = 1
pH Awal = 1

1.b. Sebelum titik ekuivalen, misal saat penambahan 10 mL NaOH 0,2 M

Hitung sisa jumlah asam kuat HCl yang belum dinetralkan basa kuat NaOH.


[HCl] sisa = $\mathsf{\dfrac{Jumlah~HCl_{sisa}}{Volume~Campuran}}$

[H+] $\mathsf{= \dfrac{Va{ . }Ma - Vb{ . }Mb}{Va + Vb}}$

[H+] $\mathsf{= \dfrac{40 \times 0{,}1 - 10 \times 0{,}2}{40 + 10}}$

[H+$\mathsf{= \dfrac{4 - 2}{50}}$

[H+$\mathsf{= \dfrac{2}{50}}$

[H+$\mathsf{= 0{,}0400}$


pH $\mathsf{=-\log 0{,}0400}$
pH $\mathsf{= 1{,}40}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran NaOH ke dalam titrat HCl. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika mendekati titik ekuivalen akan semakin bagus.

1.c. Saat titik ekuivalen


Va . Ma = Vb . Mb
40 . 0,1 = 20 . 0,2
4 mmol = 4 mmol

Titik ekuivalen ini adalah ketika jumlah asam kuat sebanding dengan jumlah basa kuat dan oleh karenanya pH netral atau sama dengan 7

1.d. Setelah titik ekuivalen, misal saat penambahan 30 mL NaOH 0,2 M

Hitung sisa jumlah basa kuat NaOH setelah digunakan menetralkan asam kuat HCl.


[NaOH] sisa = $\mathsf{\dfrac{Jumlah~NaOH_{sisa}}{Volume~Campuran}}$

[OH] $\mathsf{= \dfrac{Vb{ . }Mb - Va{ . }Ma}{Vb + Vb}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{30 \times 0{,}2 - 40 \times 0{,}1}{30 + 40}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{6 - 4}{70}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{2}{70}}$

[OH$\mathsf{= 0{,}0286}$


pH $\mathsf{=14 +\log 0{,}0286}$
pH $\mathsf{= 12{,}46}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran NaOH ke dalam titrat HCl. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika menjauhi titik ekuivalen akan semakin bagus.


2. Contoh Cara Menghitung pH pada Titrasi Basa Kuat dengan Asam Kuat

40 mL NaOH 0,1 M dititrasi dengan HCl 0,2 M

2.a Mula-mula
40 mL NaOH 0,1 M
[OH] = [NaOH]
[OH] = 0,1 M

pH Awal = 14 + log [OH]
pH Awal = 14 + log (0,1)
pH Awal = 14  – 1
pH Awal = 13


2.b. Sebelum titik ekuivalen, misal saat penambahan 10 mL HCl 0,2 M

Hitung sisa jumlah basa kuat NaOH yang belum dinetralkan asam kuat HCl.


[NaOH] sisa = $\mathsf{\dfrac{Jumlah~NaOH_{sisa}}{Volume~Campuran}}$

[OH] $\mathsf{= \dfrac{Vb{ . }Mb - Va{ . }Ma}{Vb + Va}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{40 \times 0{,}1 - 10 \times 0{,}2}{40 + 10}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{4 - 2}{50}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{2}{50}}$

[OH$\mathsf{= 0{,}0400}$


pH $\mathsf{= 14 +\log 0{,}0400}$
pH $\mathsf{= 14 - 1{,}40}$
pH $\mathsf{= 12{,}60}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran NaOH ke dalam titrat HCl. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika mendekati titik ekuivalen akan semakin bagus.

2.c. Saat titik ekuivalen


Vb . Mb = Va . Ma
40 . 0,1 = 20 . 0,2
4 mmol = 4 mmol

Titik ekuivalen ini adalah ketika jumlah basa kuat sebanding dengan jumlah asam kuat dan oleh karenanya pH netral atau sama dengan 7

2.d. Setelah titik ekuivalen, misal saat penambahan 30 mL HCl 0,2 M

Hitung sisa jumlah asam kuat HCl setelah digunakan menetralkan basa kuat NaOH .


[HCl] sisa = $\mathsf{\dfrac{Jumlah~HCl_{sisa}}{Volume~Campuran}}$

[H+] $\mathsf{= \dfrac{Va{ . }Ma - Vb{ . }Mb}{Va + Vb}}$

[H+$\mathsf{= \dfrac{30 \times 0{,}2 - 40 \times 0{,}1}{30 + 40}}$

[H+$\mathsf{= \dfrac{6 - 4}{70}}$

[H+$\mathsf{= \dfrac{2}{70}}$

[H+$\mathsf{= 0{,}0286}$


pH $\mathsf{=-\log 0{,}0286}$
pH $\mathsf{= 1{,}54}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran NaOH ke dalam titrat HCl. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika menjauhi titik ekuivalen akan semakin bagus.


3. Contoh Cara Menghitung pH pada Titrasi Asam Lemah dengan Basa Kuat

40 mL CH3COOH 0,1 M (Ka = 1,74×10–5) dititrasi dengan NaOH 0,2 M

3.a Mula-mula
pH Awal = $\mathsf{-\log (\sqrt{K_a \times [CH_3COOH]})}$
pH Awal = $\mathsf{-\log \left(\sqrt{(1{,}74 . 10^{-5}) \times 0{,}1}\right)}$
pH Awal = $\mathsf{2{,}88}$

3.b. Sebelum titik ekuivalen, misal saat penambahan 10 mL NaOH 0,2 M
Pada titrasi asam lemah dengan basa kuat sebelum titik ekuivalen tercapai akan terjadi campuran berupa larutan penyangga asam.


Hitung sisa [asam lemah] yang belum bereaksi dengan basa kuat.
[CH3COOH] $\mathsf{= \dfrac{Va{ . }Ma - Vb{ . }Mb}{Va + Vb}}$

[CH3COOH] $\mathsf{= \dfrac{40 \times 0{,}1 - 10 \times 0{,}2}{40 + 10}}$

[CH3COOH] $\mathsf{= \dfrac{4 - 2}{50}}$

[CH3COOH] $\mathsf{= \dfrac{2}{50}}$

[CH3COOH] $\mathsf{= 0{,}0400}$

Konsentrasi garam yang terbentuk sama dengan jumlah basa yang digunakan dibagi volume campuran, sehingga
[CH3COONa] $\mathsf{= \dfrac{Vb{.}Mb}{Va + Vb}}$

[CH3COONa] $\mathsf{= \dfrac{10 \times 0{,}2}{40 + 10}}$

[CH3COONa] $\mathsf{= \dfrac{2}{50}}$

[CH3COONa] $\mathsf{=  0{,}0400}$


[H+]  $\mathsf{= K_a \times \dfrac{[CH_3COOH]}{[CH_3COONa]}}$

[H+$\mathsf{= 1{,}74 \times 10^{-5} \times \dfrac{0{,}0400}{0{,}0400}}$

[H+$\mathsf{= 1{,}74 \times 10^{-5} \times 1}$

[H+$\mathsf{= 1{,}74 \times 10^{-5}}$


pH $\mathsf{=-\log (1{,}74 \times 10^{-5})}$
pH $\mathsf{= 4{,}76}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran NaOH ke dalam titrat CH3COOH. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika mendekati titik ekuivalen akan semakin bagus.

3.c. Saat titik ekuivalen
Ketika titik ekuivalen tercapai,  jumlah asam sama dengan jumlah basa, maka akan terbentuk garam yang dapat mengalami hidrolisis. Dalam hal ini hidrolisis sebagian, atau hidrolisis parsial, tepatnya anion dari asam lemah, yaitu CH3COO.


[CH3COO] = [CH3COONa]

[OH]$\mathsf{= \sqrt{\dfrac{K_w}{K_a}{[A^-]}}}$

[OH]$\mathsf{= \sqrt{\dfrac{10^{-14}}{1{,}74 \times 10^{-5}}\times{0{,}0400}}}$

[OH]$\mathsf{= \sqrt{3{,}83142 \times 10^{-11}}}$

[OH]$\mathsf{= 6{,}19\times 10^{-6}}$


pH $\mathsf{=14 +\log (6{,}19\times 10^{-6})}$
pH $\mathsf{= 8,79}$


3.d. Setelah titik ekuivalen, misal saat penambahan 30 mL NaOH 0,2 M
Hitung sisa jumlah basa kuat NaOH setelah menetralkan asam lemah CH3COOH.


[OH] $\mathsf{= \dfrac{Vb{ . }Mb - Va{ . }Ma}{Vb + Vb}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{30 \times 0{,}2 - 40 \times 0{,}1}{30 + 40}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{6 - 4}{70}}$

[OH$\mathsf{= \dfrac{2}{70}}$

[OH$\mathsf{= 0{,}0286}$


pH $\mathsf{=14 +\log 0{,}0286}$
pH $\mathsf{= 12{,}46}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran NaOH ke dalam titrat HCl. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika menjauhi titik ekuivalen akan semakin bagus.


4. Contoh Cara Menghitung pH pada Titrasi Basa Lemah dengan Asam Kuat

40 mL NH3 0,1 M (Kb = 1,78 × 10–5) dititrasi dengan HCl 0,2 M

4.a Mula-mula
pH Awal = 14 + log (0,1) = 14 – 1 = 13
pH Awal = $\mathsf{14 +\log (\sqrt{K_b \times [NH_3]})}$
pH Awal = $\mathsf{14 +\log \left(\sqrt{(1{,}78 . 10^{-5}) \times 0{,}1}\right)}$
pH Awal = $\mathsf{11{,}13}$

4.b. Sebelum titik ekuivalen, misal saat penambahan 10 mL HCl 0,2 M
Pada titrasi basa lemah dengan asam kuat sebelum titik ekuivalen tercapai akan terjadi campuran berupa larutan penyangga basa.


Hitung sisa [basa lemah] yang belum bereaksi dengan asam kuat.
[NH3] $\mathsf{= \dfrac{Vb{ . }Mb - Va{ . }Ma}{Vb + Va}}$

[NH3$\mathsf{= \dfrac{40 \times 0{,}1 - 10 \times 0{,}2}{40 + 10}}$

[NH3$\mathsf{= \dfrac{4 - 2}{50}}$

[NH3$\mathsf{= \dfrac{2}{50}}$

[NH3$\mathsf{= 0{,}0400}$

Konsentrasi garam yang terbentuk sama dengan jumlah asam yang digunakan dibagi volume campuran, sehingga
[NH4Cl] $\mathsf{= \dfrac{Va{.}Ma}{Va + Vb}}$

[NH4Cl] $\mathsf{= \dfrac{10 \times 0{,}2}{40 + 10}}$

[NH4Cl] $\mathsf{= \dfrac{2}{50}}$

[NH4Cl] $\mathsf{=  0{,}0400}$


[OH] $\mathsf{= K_b \times \dfrac{[NH_3]}{[NH_4Cl]}}$

[OH$\mathsf{= 1{,}74 \times 10^{-5} \times \dfrac{0{,}0400}{0{,}0400}}$

[OH$\mathsf{= 1{,}74 \times 10^{-5} \times 1}$

[OH$\mathsf{= 1{,}74 \times 10^{-5}}$


pH $\mathsf{= 14 + \log (1{,}74 \times 10^{-5})}$
pH $\mathsf{= 14 - 4{,}75}$
pH $\mathsf{= 9{,}25}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran  NH3 ke dalam titrat HCl. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika mendekati titik ekuivalen akan semakin bagus.

4.c. Saat titik ekuivalen
Ketika titik ekuivalen tercapai,  jumlah basa sama dengan jumlah asam, maka akan terbentuk garam yang dapat mengalami hidrolisis. Dalam hal ini hidrolisis sebagian, atau hidrolisis parsial, tepatnya kation dari basa lemah, yaitu NH4+.


[NH4+] = [NH4Cl]

[NH4+] $\mathsf{ = \dfrac{4~ mmol}{(40+20)~mL}}$

[NH4+] $\mathsf{ = 0{.}0667}$



[H+] $\mathsf{= \sqrt{\dfrac{K_w}{K_b}{[NH_4^+]}}}$

[H+$\mathsf{= \sqrt{\dfrac{10^{-14}}{1{,}78 \times 10^{-5}}\times{0{,}0667}}}$

[H+$\mathsf{= \sqrt{3{,}747 \times 10^{-11}}}$

[H+$\mathsf{= 6{,}12\times 10^{-6}}$


pH $\mathsf{=-\log (6{,}12\times 10^{-6})}$
pH $\mathsf{= 5,21}$


4.d. Setelah titik ekuivalen, misal saat penambahan 30 mL HCl 0,2 M
Hitung sisa jumlah asam kuat yang belum dinetralkan oleh penambahan basa kuat.


[OH]  $\mathsf{= \dfrac{Va{ . }Ma - Vb{ . }Mb}{Va + Vb}}$

[OH-$\mathsf{= \dfrac{30 \times 0{,}2 - 40 \times 0{,}1}{30 + 40}}$

[OH-$\mathsf{= \dfrac{6 - 4}{70}}$

[OH-$\mathsf{= \dfrac{2}{70}}$

[OH-$\mathsf{= 0{,}0286}$


pH $\mathsf{=-\log 0{,}0286}$
pH $\mathsf{= 1{,}54}$

Dengan cara yang sama dihitung pH untuk beberapa penambahan volume titran HCl ke dalam titrat NH3. Tujuannya memperoleh beberapa koordinat sehingga menghasilkan kurva yang smooth (tidak putus-putus. Semakin banyak variasi volume ketika menjauhi titik ekuivalen akan semakin bagus.


Baca bagian selanjutnya:
  1. Cara Membuat Kurva Titrasi (Olah Data)
  2. Cara Membuat Kurva Titrasi - Memplot Data Volume dan pH Menjadi Kurva Titrasi
  3. Cara Membuat Kurva Titrasi - Edit Tampilan Kurva Titrasi Asam Basa
  4. Menyimpan Kurva Titrasi dalam Bentuk Gambar
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info