Simulasi ini memungkinkan Anda untuk memvisualisasikan kurva titrasi asam-basa dengan berbagai kombinasi titrat dan titran. Anda dapat memilih jenis asam/basa (kuat atau lemah), serta mengatur konsentrasi dan volume.
Berikut adalah penjelasan detail untuk setiap kombinasi titrasi yang didukung, lengkap dengan rumus-rumus yang digunakan.
Fitur Simulasi
- Pilihan Titrat dan Titran:
Anda bisa memilih kombinasi asam kuat (AK), asam lemah (AL), basa kuat (BK), atau basa lemah (BL). - Parameter yang Dapat Disesuaikan:
Atur konsentrasi titrat dan titran (dalam M), volume titrat (mL), serta nilai \( K_a \) atau \( K_b \) untuk asam/basa lemah. - Kurva Interaktif:
Kurva pH akan diperbarui secara langsung saat Anda mengubah parameter, tanpa perlu memulai ulang titrasi, meskipun tombol "Mulai Titrasi" tetap tersedia untuk memulai dari awal. - Informasi Penting:
Simulasi menampilkan titik ekuivalen, midpoint, pH saat ini, dan informasi lainnya untuk membantu analisis.
Rumus dan Pendekatan Perhitungan pH
Berikut adalah penjelasan tentang rumus yang digunakan untuk menghitung pH pada berbagai tahap titrasi, serta kapan menggunakan pendekatan asam/basa, garam hidrolisis, atau penyangga (buffer). Simulasi ini hanya mencakup titrasi monoprotik.
1. Titrasi Asam Kuat - Basa Kuat (AK-BK)
- Sebelum TE: Ada kelebihan asam kuat (AK). Gunakan rumus pH asam:
\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]di mana \( [H^+] \) adalah konsentrasi asam yang tersisa.
- Di TE: Semua asam dan basa bereaksi membentuk garam netral (tidak terhidrolisis). pH = 7 (larutan netral).
- Setelah TE: Ada kelebihan basa kuat (BK). Gunakan rumus pH basa:
\[ \text{pOH} = -\log[OH^-] \]\[ \text{pH} = 14 - \text{pOH} \]di mana \( [OH^-] \) adalah konsentrasi basa yang tersisa.
2. Titrasi Asam Lemah - Basa Kuat (AL-BK)
- Sebelum TE: Sistem membentuk larutan penyangga (AL dan \( A^- \)). Gunakan rumus buffer asam (Henderson-Hasselbalch):
\[ \text{pH} = \text{p}K_a + \log\left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right) \]di mana \( [A^-] \) adalah konsentrasi basa konjugasi dan \( [HA] \) adalah konsentrasi asam lemah yang tersisa.
- Di TE: Hanya ada \( A^- \) (basa konjugasi dari AL), yang terhidrolisis. Gunakan rumus hidrolisis basa konjugasi:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} \]\[ [OH^-] = \sqrt{K_b \cdot [A^-]} \]\[ \text{pOH} = -\log[OH^-] \]\[ \text{pH} = 14 - \text{pOH} \]
- Setelah TE: Ada kelebihan basa kuat (BK). Gunakan rumus pH basa seperti pada AK-BK.
3. Titrasi Asam Kuat - Basa Lemah (AK-BL)
- Sebelum TE: Ada kelebihan asam kuat (AK). Gunakan rumus pH asam seperti pada AK-BK.
- Di TE: Hanya ada \( BH^+ \) (asam konjugasi dari BL), yang terhidrolisis. Gunakan rumus hidrolisis asam konjugasi:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} \]\[ [H^+] = \sqrt{K_a \cdot [BH^+]} \]\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]
- Setelah TE: Sistem membentuk larutan penyangga (BL dan \( BH^+ \)). Gunakan rumus buffer basa:
\[ \text{pOH} = \text{p}K_b + \log\left(\frac{[BH^+]}{[B]}\right) \]\[ \text{pH} = 14 - \text{pOH} \]di mana \( [B] \) adalah konsentrasi basa lemah yang tersisa dan \( [BH^+] \) adalah konsentrasi asam konjugasi.
4. Titrasi Basa Kuat - Asam Kuat (BK-AK)
- Sebelum TE:
Ada kelebihan basa kuat (BK). Gunakan rumus pH basa seperti pada AK-BK. - Di TE:
pH = 7 (larutan netral), sama seperti AK-BK. - Setelah TE:
Ada kelebihan asam kuat (AK). Gunakan rumus pH asam seperti pada AK-BK.
5. Titrasi Basa Lemah - Asam Kuat (BL-AK)
- Sebelum TE: Sistem membentuk larutan penyangga (BL dan \( BH^+ \)). Gunakan rumus buffer basa seperti pada AK-BL.
- Di TE: Hanya ada \( BH^+ \), gunakan rumus hidrolisis asam konjugasi seperti pada AK-BL.
- Setelah TE: Ada kelebihan asam kuat (AK). Gunakan rumus pH asam seperti pada AK-BK.
6. Titrasi Asam Lemah - Basa Lemah (AL-BL)
- Sebelum TE:
Sistem membentuk larutan penyangga (AL dan \( A^- \)). Gunakan rumus buffer asam seperti pada AL-BK. - Di TE:
Hanya ada \( A^- \) dan \( BH^+ \), keduanya terhidrolisis. Gunakan rumus hidrolisis gabungan:\[ [H^+] = \sqrt{\dfrac{K_{a,\text{BH}^+} \cdot [BH^+] \cdot K_w}{K_{b,\text{A}^-} \cdot [A^-] + K_w}} \]\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]di mana \( K_{a,\text{BH}^+} = \dfrac{K_w}{K_b} \) dan \( K_{b,\text{A}^-} = \dfrac{K_w}{K_a} \). Jika \( K_a \approx K_b \), pH mendekati 7. - Setelah TE:
Sistem membentuk larutan penyangga (BL dan \( BH^+ \)). Gunakan rumus buffer basa seperti pada AK-BL.
7. Titrasi Basa Lemah - Asam Lemah (BL-AL)
- Sebelum TE:
Sistem membentuk larutan penyangga (BL dan \( BH^+ \)). Gunakan rumus buffer basa seperti pada AK-BL. - Di TE:
Sama seperti AL-BL, gunakan rumus hidrolisis gabungan. - Setelah TE:
Sistem membentuk larutan penyangga (AL dan \( A^- \)). Gunakan rumus buffer asam seperti pada AL-BK.
Catatan tentang Zig-Zag pada Kurva AL-BL dan BL-AL
Saat melakukan titrasi antara asam lemah (AL) dan basa lemah (BL), Anda mungkin melihat kurva pH membentuk pola zig-zag atau lompatan tajam di sekitar titik ekuivalen (TE). Ini adalah fenomena normal karena:
- Transisi pH yang Tajam:
Sebelum TE, pH dikontrol oleh sistem buffer (buffer asam untuk AL atau buffer basa untuk BL), sehingga perubahan pH lambat. Di TE, pH ditentukan oleh hidrolisis garam (\( A^- \) dan \( BH^+ \)), sering mendekati netral (sekitar 7 jika \( K_a \approx K_b \)).
Setelah TE, pH kembali dikontrol oleh kelebihan titran (buffer basa untuk AL-BL atau buffer asam untuk BL-AL), menyebabkan lompatan pH yang tajam, terlihat sebagai zig-zag. - Sifat Titrasi Lemah-Lemah:
Titrasi AL-BL dan BL-AL memiliki kapasitas buffer rendah di TE, sehingga pH berubah drastis dengan sedikit penambahan titran. - Langkah Simulasi:
Langkah volume (0.01 mL hingga 0.05 mL) dalam simulasi ini dapat membuat transisi pH terlihat seperti zig-zag karena perubahan pH yang cepat di TE.
Kesimpulan:
Zig-zag ini adalah representasi realistis dari sifat kimia titrasi AL-BL dan BL-AL, bukan kesalahan simulasi. Untuk kurva yang lebih mulus, langkah volume bisa diperkecil, tetapi akan meningkatkan waktu perhitungan. Dalam konteks pembelajaran, zig-zag ini menunjukkan kapasitas bufer yang lemah di TE.
Referensi:
- Atkins, P., & de Paula, J. (2010). Physical Chemistry (9th ed.). Oxford University Press.
- Brown, T. L., et al. (2018). Chemistry: The Central Science (14th ed.). Pearson.
- Skoog, D. R., et al. (2014). Fundamentals of Analytical Chemistry (9th ed.). Brooks/Cole.
Cara Menggunakan
- Pilih jenis titrat dan titran (pastikan berbeda: satu asam, satu basa).
- Masukkan konsentrasi, volume, dan nilai \( K_a \) atau \( K_b \) (jika ada).
- Klik "Mulai Titrasi" untuk melihat animasi kurva, atau ubah parameter kapan saja untuk melihat perubahan langsung pada kurva.
- Gunakan tombol "Reset" untuk memulai ulang simulasi.
Simulasi Titrasi Asam-Basa
Dirancang oleh urip.info
Volume Titran Ditambahkan: 0 mL
pH: 0
Titik Ekuivalen: - mL
Tidak ada komentar:
Posting Komentar