LAPORAN 5

LAPORAN PRAKTIKUM KESETIMBANGAN KIMIA

ANALISIS DAN PENENTUAN KONSTANTA DISOSIASI ASAM DENGAN TITRASI pH YANG DIKONTROL DENGAN KOMPUTER

 Nama

: Sovia Masfuri W.S

 NIM

: 151810301044 151810301044

Kelompok : 5 Asisten

: Andriana Nur Aini

LABORATORIUM KIMIA FISIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2017

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Ilmu analisis di dalam kimia terus dikembangkan menjadi lebih canggih seiring dengan teknologi yang semakin pesat. Ilmu yang terus dikembangkan salah satnya ada dalam bidang analisis kuantitaif yang berdasarkan pengukuran sifat larutan analit sebagai  bagian dari elektrokimia adalah elektroanalisis. Teknik pengukuran dalam elektroanalisis adalah menggunakan teknik potensiometri. Potensiometri merupakan metode analisis kimia secara kuantitatif yang didasarkan pada hubungan antara potensial elektroda relatif dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Titrasi potensiometri merupakan salah satu jenis potensiometri tidak langsung yang digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Pengembangan dari teknik analisis potensiometri berawal dari penggantian elektroda indikator dengan penggunaan dua elektroda pembanding (Hendayana, 1994). Asam dan basa di alam dengan jenis yang bervariasi memiliki tingkat keasaman yang  bervariasi juga. Konstanta disosiasi asam (Ka) adalah tetapan kesetimbangan dari suatu asam dan basa konjugatnya dalam larutan berair. Konstanta inilah yang menyatakan tingkat keasaman bahan tersebut. Konstanta disosiasi berhubungan dengan derajat ionisasi sehingga derajat ionisasi tidak bisa digunakan untuk menyatakan kekuatan asam atau basa tanpa menyatakan kondisi-kondisi saat pengukuran. Klasifikasi asam kuat dan lemah bisa diindentifikasi dari nilai Ka atau pKa. Semakin besar nilai Ka atau semakin kecil nilai pKa maka tingkat keasaman akan bertambah (Syukri 1999). Pengaplikasian

reaksi

asam

basa

pada

kehidupan

sehari-hari

diantaranya

adalahpembuatan sabun cuci, pasta gigi, asam pada vitamin C, dan juga reaksi penetralan sakit maag dengan obat antasida. Penggunaan senyawa bersifat asam atau basa banyak digunakan oleh masyarakat luas pada kehidupan sehari-hari. Percobaan kali ini mengenai analisis dan penentuan konstanta disosiasi asam dengan titrasi pH yang dikontrol dengan komputer diperlukan agar masyarakat mengetahui kekuatan asam atau basa yang digunakan dari nilai Ka setiap senyawa (Syukri, 1999). 1.2

Tujuan

Mengukur konstanta ionisasi dua asam dengan menggunakan teknik titrasi  potensiometrik

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1

MSDS ( Materi al Safety Data Sheet )

2.1.1 Akuades (H2O) Akuades disebut juga  Aqua Purificata (air murni) dengan rumus molekul H 2O yang dihasilkan dengan cara distilasi. Air tidak menyebabkan iritasi apabila terkena mata, terhirup, dan tertelan. Tindakan pertolongan pertama jika terjadi kontak mata, kulit, terhirup, atau tertelan pada air tidak berlaku karena air tidak berbahaya. Korban jika terjadi iritasi segera dibawa ke pihak medis. Air pada umumnya tidak mudah terbakar dan meledak sehingga data api dan ledakannya juga tidak ada. Air dapat bereaksi keras dengan  beberapa spesifik bahan. Hindari kontak dengan semua bahan sampai investigasi menunjukkan substansi kompatibel. Akuades ini memiliki allotrop berupa es dan uap. Air dihasilkan dari pengoksidasian hidrogen dan banyak digunakan sebagai bahan pelarut bagi kebanyakan senyawa dan sumber. Akuades merupakan cairan tidak berwarna dan tidak  berbau. Derajat keasaman (pH) dari akuades adalah netral yaitu 7,0. Titik didih dan titik lebur dari akuades berturut-turut adalah 100 oC dan 0 oC. Tekanan uap dari akuades pada suhu 20 oC adalah 17,5 mmHg. Massa jenis dari akuades adalah 1,00 gram/cm 3 dengan  berat molekul 18,0134 gram/mol (Anonim, 2017). 2.1.2 Asam Fosfat (H3PO4) Asam fosfat dikenal sebagai asam ortofosfat atau fosfat (V) asam yang merupakan mineral anorganik asam dengan rumus kimia H 3PO4. Asam fosfat merupakan asam tidak  berwarna dan tidak berbau dengan titik leleh 21°C dan titik didih 158 °C. Asam fosfat  bersifat korosif yang menyebabkan luka bakar. Asam fosfat berbahaya jika tertelan dan kontak dengan kulit. Asam fosfat berbahaya melalui inhalasi, merusak selaput lendir, saluran pernapasan, mata dan kulit. Penanganan awal yang dapat dilakukan yaitu segera  basuh mata dengan banyak air selama minimal 15 menit, kelopak mata bawah dan atas diangkat dan segera mendapatkan perlakuan medis. Asam fosfat ketika kontak dengan kulit segera bilas kulit dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan sebaiknya melepaskan pakaian dan sepatu yang terkontaminasi. Korban perlu ditangani oleh dokter dan cuci pakaian sebelum digunakan kembali(Anonim, 2017).

2.1.3  Natrium Hidroksida (NaOH)  NaOH (Natrium Hidroksida) berwarna putih, berbentuk pellet, serpihan, atau batang.  Natrium hidroksida termasuk basa yang sangat kuat, keras, dan rapuh. NaOH jika dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida karena bersifat higroskopis. Kelarutannya mudah larut dalam air dan etanol tetapi tidak larut dalam eter. Titik lelehnya sebesar 318°C dan titik didihnya sebesar 1390°C. NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, NaOH murni merupakan padatan berwarna putih, densitas NaOH adalah 2,1 gram/mL. Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida.Natrium hidroksida bersifat berbahaya jika berkontak langsung dengan organ tubuh seperti mata dan kulit karena akan menimbulkan iritasi. Kasus kontak dengan mata, dapat menyebabkan luka bakar yang dapat mengakibatkan penurunan permanen  penglihatan, bahkan kebutaan. Mata dibasuh dengan banyak air selama minimal 15 menit, angkat kelopak mata bawah dan atas dan segera mendapatkan perlakuan medis. NaOH kontak dengan kulit dapat menyebabkan iritasi atau luka bakar dan bekas luka dengan eksposur yang lebih besar. Kulit segera dibilas dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan sebaiknya melepaskan pakaian dan sepatu yang terkontaminasi. Segera panggil dokter dan cuci pakaian sebelum digunakan kembali (Anonim, 2017). 2.1.4

Asam Asetat (CH3COOH) Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat yang sederhana. Asam ini dapat

disebut juga asam etanoat, asam asetat glasial, asam metanakarboksilat, atau biasa disebut asam cuka. Asam asetat adalah senyawa yang berupa cairan jernih tidak berwarna, berbau tajam dan berwarna asam. Rumus molekul dari asam asetat ini adalah C 2H4O2 atau biasa ditulis CH3COOH. Asam asetat mempunyai titik lebur 16,7 oC dan memiliki titik didih  pada 118oC. Asam ini memiliki massa jenis 1,05 gram/mL dengan massa jenis uap sebesar 2,07 gram/L. Tekanan uap dari asam cuka adalah 11 mmHg pada suhu 20 oC dan 30 mmHg  pada suhu 30oC. Asam asetat termasuk zat yang stabil. Bahan ini sangat korosif dan menyebabkan luka bakar yang serius. Zat ini sangat berbahaya jika terkena mata, kulit, tertelan, dan terhirup. Penanganan awal yang dapat dilakukan yaitu segera basuh mata dengan banyak air selama minimal 15 menit, kelopak mata bawah dan atas diangkat dan segera mendapatkan perlakuan medis. Asam asetat ketika kontak dengan kulit segera bilas kulit dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan sebaiknya melepaskan pakaian

dan sepatu yang terkontaminasi. Korban yang tidak bernapas, berikan pernapasan buatan atau berikan oksigen (Anonim, 2017). 2.2

Dasar Teori

Potensiometri merupakan metode analisis kimia yang didasarkan pada hubungan antara potensial elektroda relatif dengan konsentrasi larutan dalam suatu sel kimia. Metode ini digunakan untuk mengukur potensial, pH suatu larutan, menentukan titik akhir titrasi dan menentukan konsentrasi ion-ion tertentu dengan menggunakan ion selective electrode (ISE) secara instrumental sebagai pengganti indikator visual. Alat yang digunakan untuk melakukan percobaan ini yaitu menggunakan potensiometri atau pH meter dengan elektroda kerja dan referensi yang tercelup dalam larutan yang diukur. Hasil pengukuran  berupa harga potensional elektroda yang dapat dibuat kurva hubungan antara potensial (E) dan volume pereaksinya (Hendayana, 1994). Kelebihan metode potensiometrik mencakup biaya yang rendah. Voltmeter dan elektroda jauh lebih murah daripada instrumen-instrumen saintifik yang paling modern. Model-model yang cocok untuk potensiometrik langsung di lapangan yang jauh dari laboratorium harganya tidak mahal, kompak, kuat, dan pemakaiannya mudah. Potensiometri pada dasarnya bersifat nondestruktif terhadap sampel dalam artian bahwa  penyisipan elektroda tidak mengubah komposisi larutan uji (kecuali untuk sedikit kebocoran elektrolit dari elektroda acuan). Spesies yang direspon oleh elektroda indikator  jika berpartisipasi dalam kesetimbangan dalam suatu larutan, maka aktivitasnya yang diukur, tanpa mengganggu kesetimbangan itu sendiri. Potensiometri langsung seringkali sangat bermanfaat untuk menetapkan tetapan kesetimbangan. Potensial-potensial yang stabil sering diperoleh dengan cukup cepat, dan tegangan mudah dicatat sebagai fungsi waktu. Potensiometri terkadang bermanfaat untuk pemantauan yang kontinyu dan tidak diawasi untuk sampel-sampel seperti sumber air umum, aliran proses industri, limbah cair yang mengalir untuk pH dan ion-ion lain seperti flourida, nitrat, sulfida, dan sianida. Beberapa diantara elektroda-elektroda indikator yang tersedia memperhatikan kestabilan  pada kisaran yang luas dari aktivitas analit yang merupakan satu kelebihan penting dari respons-respons Nerst (Day dan Underwood, 1998). Potensiometri adalah salah satu cara pemeriksaan fisik kimia yang menggunakan  peralatan listrik untuk mengukur potensial elektroda. Potensial elektroda besarnya  bergantung pada kepekatan ion – ion tertentu dalam suatu larutan, sehingga untuk  perhitungan secara kuantitatif diperlukan persamaan Nernst :

E = Eo + K log (c)

(1)

E = sel potensial yang diukur Eo = konstan selama pemberian suhu C = konsentrasi yang ditentukan K = RT log (10) / n F (Syukri, 1999). Potensial suatu elektroda tidak dapat diukur sendiri, tetapi dapat ditentukan dengan menggunakan elektroda indikator dan elektroda pembanding yang hanya memiliki harga  potensial yang tetap selama pengukuran. Elektroda pembanding yang diambil sebagai baku international adalah elektroda hidrogen baku. Harga potensial elektroda ini ditetapkan nol  pada kesadahan baku (H +) = 1 M, tekanan gas H 2 = 1 atm dan suhu 25 o C, sedangkan gaya gerak listrik (GGL) pasangan elektroda itu diukur dengan bantuan potensiometer yang sesuai, dan sering digunakan peralatan elektronik voltmeter (Petrucci, 1987). Potensial dalam titrasi potensiometri dapat diukur setelah penambahan sejumlah kecil volum titran secara berturut-turut atau secara kontinu dengan perangkat otomatis. Presisi dapat dinaikkan dengan menggunakan sel konsentrasi. Elektroda indikator yang digunakan dalam titrasi potensiometri tentu saja akan bergantung pada jenis reaksi yang sedang dilakukan. Suatu titrasi asam basa elektroda indikator dapat berupa elektroda hidrogen atau elektroda lain yang peka untuk ion hidrogen. Titrasi pengendapan halida dengan perak nitrat atau perak dengan klorida akan digunakan elektroda perak dan untuk titrasi redoks besi(II) dengan dikromat digunakan kawat platinum semata-mata sebagai elektroda redoks (Khopkar, 1990). Kesetimbangan asam didalam air dapat dinyatakan dengan konstanta kesetimbangan, konstanta kesetimbangan untuk asam dinyatakan Ka dan konstanta kesetimbangan untuk suatu basa dinyatakan dalam Kb. Aktivitas air sebagai pelarut dianggap mempunyai nilai satu. Nilai konstanta keasaman memiliki rentang nilai yang lebar, oleh karena itu akan lebih mudah jika dinyatakan dalam bentuk logaritmanya (Atkins, 1990). Asam mengalami disosiasi. Asam kuat seperti asam sulfat, terdisosiasi secara sempurna. Asam lemah, misalnya asam asetat, hanya sedikit berdisosiasi.

 ↔ +  − 

(2)

dimana HA dan  −adalah pasangan konjugat asam-basa. HA, asam yang tidak  berdisosiasi, dapat melepaskan proton, dan  −, basa konjugat, dapat menerima proton.  Nilai konstanta disosiasi (Ka) untuk suatu asam lemah mengisyaratkan kecenderungan

asam (HA) kehilangan protonnya dan membentuk basa konjugatnya ( − ). Asam yang lebih kuat memiliki kecenderungan lebih besar mengalami disosiasi sehingga memiliki konstanta disosiasi yang lebih tinggi daripada asam lemah (Marks, 1996). Sebuah asam yang hanya memberikan sebuah proton disebut asam monoprotik. Asam karbonat, H2CO3, memberikan dua ion hidrogen dan disebut asam diprotik. H 3PO4 adalah asam triprotik. Asam-asam yang melengkapi dua atau lebih proton disebut asam  poliprotik. Asam fosfat dan beberapa asam amino adalah asam poliprotik yang penting. Fosfat terlibat sebagai penyangga dalam cairan tubuh sistem kehidupan, dan asam amino adalah elemen penyusun protein. Perhitungan kesetimbangan asam poliprotik lebih kompleks dari perhitungan untuk asam monopotik (Day dan Underwood, 1998). Konstanta disosiasi asam (Ka) merupakan tetapan kesetimbangan untuk reaksi  pemindahan proton dari suatu asam ke air sehingga menghasilkan H 3O+. Konstanta disosiasi erat kaitannya dengan derajat disosiasi. Derajat disosiasi berhubungan dengan konsentrasi sehingga derajat ionisasi ini tidak bisa dijadikan untuk menyatakan kekuatan asam atau basa tanpa menyatakan kondisi-kondisi saat pengukuran, namun di sisi lain nilai kesetimbangan disosiasi tak bergantung pada konsentrasi lebih tepatnya pada keaktifan asam sehingga dapat memberikan ukuran kuantitatif yang paling memadai dari kekuatan asam atau basa itu (Svehla, 1990). Derajat kelarutan asam atau derajat disosiasi asam (pKa) dalam kimia digunakan sebagai ukuran kelarutan suatu asam atau basa dalam pelarut air dengan kondisi standar (1 atmdan 25 °C). Nilai pKa didefinisikan sebagai minus logaritma terhadap konsentrasi ion H+  dalam larutan. Hal tersebut menyebabkan konsentrasi yang lebih tinggi memberikan nilai yang lebih rendah. Ukuran kelarutan diukur dari banyaknya  ionH+ dalam mol per liter larutan atau molar terlarut. Air murni memiliki rumus kesetimbangan kelarutan H2O ↔H+ + OH-

(3)

Air dapat terionisasi lemah sehingga pada keadaan ini banyaknya ion H + sama dengan ion OH-, yaitu 10-7 mol per liter. Dengan kata lain, pK a = 7 (Syukri, 1999).  pH pada separuh titik ekuivalen dalam titrasi suatu asam monoprotik, secara sederhana dihubungkan dengan pK. Beberapa asam-basa Bronsted, HA dan A (muatan dapat diabaikan): HA

H+ + A-

(4)

↔

K=

[+][−] []

(5)

Jadi, pada titik ekuivalen, apabila molaritas [A-] sama dengan [HA] pada persamaan (2.2), maka [H+] sama dengan K. Persamaan ini disebut persamaan Henderson-Hasselbach. Rumus baru dengan mengambil negatif log dari persamaan diatas dan penyusunan kembali menghasilkan persamaan berikut ini:  pK = pH = - log

[−]

 

[]

(6)

Asam poliprotik dengan pKa berturut-turut dapat berbeda tajam, berbagai kelas proton yang dititrasi secara terpisah dan hal tersebut berlaku sama yaitu pH separuh volume ekuivalen merupakan perkiraan baik untuk pK 1, pH pada tiga perdua dari ekuivalen  pertama merupakan perkiraan baik untuk pK 2 dan seterusnya (Tim Kimia Fisik, 2017).  Nilai pK untuk asam poliprotik tidak cukup baik dipisahkan karena lebih dari satu reaksi kesetimbangan harus dianggap pada setiap titik selama proses titrasi. Proses titrasi akan ada beberapa pasang asam-basa Bronsted pada konsentrasi yang sesuai dan terlihat sama. Hal tersebut masih mempertahankan keabsahan beberapa titik dalam titrasi, dimana satu pasangan konjugat akan mendominasi. pK 2  dan pK 3  tidak dapat terpisah baik pada kasus sistein, karena perkiraan awal nilai yang diperoleh baik dari kurva titrasi pada tiga atau lima paruh dari volume ekuivalen awal asam karboksilat. Hal tersebut dapat menunjukkan bahwa pK 1 adalah yang baik, karena berada pada pH setengah dari volume ekuivalen (Petrucci, 1987). Titrasi asam basa adalah penambahan secara hati-hati sejumlah larutan basa dengan konsentrasi yang diketahui ke dalam larutan asam dengan konsentrasi yang tidak diketahui (atau penambahan asam ke basa) untuk mencapai titik akhir. Titik akhir ditandai dengan  perubahan warna indikator atau kenaikan atau penurunan pH secara tiba-tiba, walaupun pH campuran reaksi berubah secara kontinu selama proses titrasi asam-basa. Grafik pH lawan volum dari larutan titrasi V disebut kurva titrasi. Bentuk dari kurva titrasi bergantung  bergantung pada nilai Ka dan konsentrasi asam dan basa yang bereaksi. Konsep kesetimbangan asam-basa dapat dipakai untuk mencari bentuk yang tepat dari kurva titrasi  bila semua besaran ini diketahui. Konsep yang sama juga dapat digunakan untuk menghitung Ka dan konsentrasi yang tidak diketahui berdasarkan kurva titrasi dari  percobaan. Titik dalam titrasi dimana jumlah basa yang ditambahkan sama dengan jumlah asam yang adalah adalah titik ekuivalen. Volume basa yang ditambahkan sampai dengan titik akhir disebut volume ekuivalen. Titik ekuivalen dalam titrasi asam kuat dengan basa kuat konsentrasi OH− dan 3 +   harus sama dan pH sama dengan 7 dikarenakan oleh autoionisasi air. Suatu garam semata-mata tidak terhidrolisis pada titik ini. Nilai pH akan

sebesar 7 pada titik ekuivalen hanya dalam titrasi asam kuat dengan basa kuat (atau sebaliknya). Nilai pH pada titik ekuivalen tidak akan sebesar 7 jika asam lemah atau basa lemah ikut serta dalam titrasi tersebut (Oxtoby, 2001).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1

Alat dan Bahan

3.1.1 Alat -

Gelas beaker 250 mL

-

Statif dan klem

-

Botol infus

-

Pipet tetes

-

Pipet volume

-

Ball pipet

-

Gelas ukur

-

Elektroda pH

-

Komputer

-

 Magnetic stirrer  dan anakan stirrer

3.1.1 Bahan -

Akuades

-

 NaOH 0,1 M

-

Asam fosfat 0,1 M

-

Asam Asetat 0,1 M

3.2 Skema Kerja

3.2.1  pK Suatu Asam Asetat Asam Asetat

 diambil 25 ml dan dimasukkan kedalam gelas beaker  dicelupkan elektrodanya dan dititrasi dengan larutan hidroksida standar.

 dialurkan data sebagai pH lawan volume NaOH dan ditetapkan volume kesetaraan.

 dibaca dari kurva pH pada separuh volume yang dibutuhkan mencapai kesetaraan.

 dicari pKa asam hingga mencapai titik ekuivalen.  dilaporkan nilai ini kepada asistan dan diulangi titrasi 2 kali untuk mengetahui konsentrasi asam Asetat. Hasil 3.2.2

Titrasi asam fosfat Asam fosfat

 dipipet sebanyak 25 mL dengan konsentrasi 0,1 M dan dimasukkan ke dalam gelas piala 250 mL.

 dicelupkan elektroda-elektrodanya dan dititrasi dengan larutan hidroksida standar. Harus dijumpai dua patahan dalam kurva titrasi yaitu sekitar pH 4-5 dan 9-10.

 dialurkan kurva titrasi sebagai pH lawan volume titrasi NaOH.  ditetapkan molaritas larutan asam dan nilai pKa1 dan pKa2 asam fosfat.

 dilaporkan kepada asisten.  diulangi prosedur sebanyak 2 kali

Hasil

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Hasil pengamatan Asam Asetat 0,1 M Pengulangan

V.Ekuivalen

Asam Fosfat 0,1 M

 pH akhir

V.Ekuivalen

V.Ekuivalen

titrasi

I

II

 pH akhir titrasi

1

556 mL

11,94

516 mL

972 mL

11,24

2

256 mL

11,89

316 mL

634 mL

11,33

4.1.2 Hasil pengolahan data

Bahan

Pengulangan

CH3COOH

1 2 1

V.

V.

Ekuivalen

Ekuivalen

½ (mL) I

½ (mL) II

278 mL

-

128 mL 258 mL

486 mL

H3PO4 2

158 mL

317 mL

Rata- Rata

 pKa

Ka

2,812

1,54 x 10 -3

2,906

1,24 x 10

-3

1,522

3 × 10 -2

Ka1 = 2,6

1,582

2,6 × 10 -2

x 10-2

1,652

2,2 × 10 -2

Ka2=

1,597

2,5 × 10 -2

2,55 x 10 -2

nilai Ka

1,39 x 10 -3

4.2 Pembahasan

Praktikum kelima adalah analisis penentuan konsentrasi disoasiasi asam dengan titrasi ph yang dikontrol dengan komputer. Tujuan dari percobaan ini adalah mengukur konstanta ionisasi dua asam dengan menggunakan teknik titrasi potensiometrik. Konstanta ionisasi menunjukkan banyaknya zat yang dapat teruarai menjadi ion-ionnya yang lebih sederhana, dapat bersifat kuat ataupun lemah. Konstanta ionisasi kuat dimiliki oleh senyawa elektrolit kuat yang memiliki nilai mendekati 1, sedangkan konstanta ionisasi lemah dimiliki oleh senyawa elektrolit lemah dengan nilai antara 0 sampai 1. Konstanta disosiasi dapat diartikan sebagai nilai tetapan kesetimbangan yang menunjukkan

 banyaknya zat yang dapat diuraikan menjadi unsur-unsurnya yang lebih kecil dan sederhana. Konstanta disosiasi diperoleh antara zat yang terdisosiasi, zat yang tidak terdisosiasi serta komponen-komponennya. Metode titrasi potensiometri adalah teknik  pengukuran konsentrasi ion dalam suatu larutan yang berdasarkan potensial yang ditimbulkan oleh elektroda pada arus yang sama dengan nol. Potensial dalam titrasi  potensiometri dapat diukur setelah penambahan sejumlah kecil volum titran secara  berturut-turut atau secara berkelanjutan dengan perangat otomatis. Konsentrasi ion yang diukur pada percobaan ini adalah ion H +  pada larutan yang teruarai menjadi ion H +  dan anionnya. Konsentrasi ion H + inilah yang diubah menjadi nilai ph yang menjadi data hasil  pengukuran. Proses titrasi yang dilakukan dengan menggunakan botol infus yang disertai dengan infusion set   dan digantung pada klem dan statif. Proses titrasi dengan menggunakan botol infus pada percobaan yang dilakukan berbeda dengan titrasi yang menggunakan buret. Proses titrasi penentuan konstanta ionisasi pada percobaan ini diperlukan penambahan titran secara konstan agar volum ekuivalen yang diperoleh lebih akurat. Botol infus dilengkapi dengan infusion set   yang terdiri dari regulator. Regulator dalam infusion set   berfungsi untuk mengatur tetesan cairan dari botol infus dan dapat menghasilkan tetesan dengan volume yang sama. Infus digunakan pada percobaan ini agar penambahan titran terjadi secara konstan dan diketahui volum ekuivalen untuk mencari nilai Ka asam. Botol infus yang digunakan harus digantung pada statif dan klem agar cairan dalam botol infus dapat menetes secara konstan pada larutan yang akan dititrasi, apabila botol infus tidak digantung maka larutan dalam botol infus tidak dapat menetes sehingga akan berhenti dan menyumbat. Pengadukan pada larutan setelah ditetesi titran menggunakan magnetic stirrer  yang dilengkapi dengan anakan stirrer dalam gelas beaker berisi larutan yang dititrasi. Magnetic stirer   digunakan dengan tujuan agar larutan apat bercampur secara homogen  pada setiap penambahan titran di segala permukaan larutan dan hasil dari nilai pH yang dibaca oleh elektroda dapat lebih akurat dan presisi. Prosedur kerja yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah dua, yaitu  penentuan pKa suatu asam X dan titrasi asam fosfat. Asam X yang digunakan adalah asam asetat 0,1 M. Asam asetat tergolong dalam asam monoprotik yang bersifat lemah dan asam fosfat merupakan asam poliprotik lemah.Asam asetat (asam monoprotik) adalah asam yang terdisosiasi dengan melepaskan satu proton pada setiap molekulnya. Reaksi disosiasi asam asetat dapat dituliskan sebagai berikut :

CH3COOH(aq) + H2O(l)⇌ H3O+(aq) + CH3COO-(aq) Konstanta disosiasi (Ka) dari asam tersebut dapatditentukan dengan persamaan sebagai  berikut:

 =

[3 + ][CH3 − ] [3 ]

Asam asetat hanya memiliki satu nilai Ka, karena dalam ionisasinya asam asetat hanya menghasilkan satu proton yang didalam air air akan membentuk ion hidronium (H3O+). Penentuan nilai pKa dapat ditentkan dengan asam asetat 0,1 M dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M.Asam asetat sebanyak 25 ml dipipet dan dimasukkan kedalam gelas  beaker yang ditambahkan dengan anakan stirrer sebagai pengaduk. Elektroda pH dicelupkan dalam larutan asam asetat yang telah dihubungkan dengan komputer. Elektroda  pH tidak boleh menyentuh anakan stirer yang berada pada gelas beaker, karena jika tersentuh maka elektodanya akan pecah. Elektroda pH digunakan untuk menentukan titik ekivalen larutan yang dititrasi. Aplikasi labview adalah aplikasi yang digunakan untuk mendeteksi nilai ph. Aplikasi labview tersebut diinstal pada komputer, sehingga komputer yang terhubung dusah dilengkapi dengan aplikasi tersebut. Nilai ph asam asetat setiap  penambahan titran berupa NaOH dapat diketahui dalam komputer. Aplikasi labview adalah sebuah software pemrograman seperti bahasa pemrograman lainnya yaitu C++, matlab atau visual Basic. Labview juga mempunyai fungsi dan peranan yang sama, perbedaannya, yaitu labview menggunakan bahasa pemrograman berbasis grafis atau block   diagram sementara  bahasa pemrograman lainnya menggunakan basis text . Aplikasi dapat dimulai pada saat  pertama kali penambahan larutan NaOH. Data perubahan ph pada setiap penambahan larutan NaOH dapat diketahui ditampilkan secara rinci, sehingga aplikasi ini sangat  bermanfaat dan memudahkan dalam penentuan nilai pH serta pembuatan kurva titrasi volum NaOH yang dibutuhkan lawan pH.Titik ekuivalen dapat ditentukan dan terlihat dngan adanya kurva tersebut.Titik ekuivalen adalah titik dimana jumlah mol asam sama dengan jumlah mol basa yang ditambahkan begitu juga sebaliknya. Titik ekuivalen dapat ditunjukkan saat pH larutan mencapai konstan atau perubahan pH relatif kecil. Aplikasi dapat dihentikan saat pH dari asam asetat pada komputer konstan dan tetesan larutan  NaOH juga dihentikan.

Hasil pembacaan pH dan volume NaOH yang ditambahkan dapat diplotkan pada grafik sehingga diperoleh kurva berikut ini pada penentuan pKa asam asetat pengulangan  pertama.

Kurva titrasi asam asetat pengulangan pertama 15,000 y = 12.835x + 1425.5 R² = 0.7563

10,000        H      p

Series1

5,000

Linear (Series1) 0 0

200

400

600

800

Volume NaOH

Gambar 4.1. Kurva titrasi CH 3COOH dengan NaOH (pengulangan 1) Titik ekuivalen dari titrasi asam asetat dengan NaOH dapat diketahui melalui kurva diatas. Penambahan larutan basa (NaOH) menikkan pH larutan mula-mula secara perlahan. Kurva saat mencapai titik ekuivalen memiliki bentuk yang hampir lurus (vertikal). Peninggakatan nilai pH secara tajam saat mendekati titik ekuivalen, dan akan meningkat perlahan setelah melewati titik ekuivalen dan titrasi dihentikan saat peningkatan pH sudah konstan. Titik ekuivalen berada pada daerah sekitar pH 7-11. Nilai pH pada titik ekuivalen diperoleh dengan asumsi bahwa pH pada volume separuh volume titik ekuivalen. Berdasarkan grafik tersebut volume ekuivalen berada pada 556 ml, sehingga ph pada titik ekuivalennya adalah  pada volume separuh ekuivalen yaitu 278 ml. pH yang terbentuk adalah 2,812. Volume dari setengah ekuivalen tersebut digunakan karena pada titi tersebut HA dan A memiliki konsentrasi sama, sehingga nilai ph dan pKa sama. Hal ini sesuai dengan persamaan Henderson-Haselbach. Nilai Ka asam asetat dari grafik yang digambarkan adalah 1,54 x 10-3. Prosedur penentuan pKa asam asetat dilakukan secara duplo  yang bertujuan untuk mengetahui presisi pengukuran pKa dan untuk meminimalisir kesalahan yang terjadi. Prosedur pada pengulangan kedua dilakukan sama dengan prosedur penentuan pKa asam asetat pada pengulangan pertama. pH dan volume NaOH yang diperoleh dari aplikasi labview pada komputer diplotkan pada sebuah kurva seperti berikut ini

Kurva titrasi asam asetat pengulangan kedua 14,000 12,000

y = 26.874x + 1588.4 R² = 0.743

10,000        H      p

8,000 6,000

Series1

4,000

Linear (Series1)

2,000 0 0

50

100

150

200

250

300

350

Volume NaOH

Gambar 4.2. Kurva titrasi CH 3COOH dengan NaOH (pengulangan 2) Berdasarkan grafik asam asetat pada pengulangan kedua dapat diketahu titik ekuivalen  berada daerah pH sekitar pH 6 –  11 sama dengan pengulangan pertama. Volume ekuivalen  berada pada volume 256 dan pH pada titik ekuivalen berada pada setengah volume ekuivalen yaitu 128 dengan nilai pH 2,906. pH pada titik ekuivalen yang diperoleh pada  pengulangan kedua tidak jauh beda dengan pH ekuivalen pada pengulangan pertama yang menunjukkan tingkat presisi cukup tinggi. Nilai pH dan pKa yang sama sesuai dengan  persamaan Henderson-Hasselbach dapat diketahui nilai Ka asam asetat pada pengulangan kedua yaitu sebesar 1,24 x 10 -3. Nilai Ka asam asetat pengulangan pertama tidak jauh beda dengan Ka asam asetat pada pengulangan kedua. Rata-rata nilai Ka pada asam asetat pada dua kali pengulangan adalah 1,39 x 10 -3. Nilai konstanta disosiasi (Ka) asam asetat  berdasarkan literatur yaitu sebesar 1,8 x 10-5. Nilai Ka yang diperoleh pada percobaan  berbeda dengan nilai Ka asam asetat berdasarkan literatur sehingga nilai Ka asam asetat yang diperoleh tidak sesuai dengan literatur. Hal tersebut kemungkinan terjadi karena laju  penetesan NaOH yang terlalu cepat sehingga penambahan tiap tetes NaOH yang terbaca kurang maksimal pada aplikasi labview. Reaksi titrasi asam asetat dengan NaOH yaitu sebagai berikut CH3COOH(aq) + NaOH(aq)⇌ CH3COONa(aq) + H2O(l) Penambahan NaOH ke dalam asam asetat mengahasilkan garam natrium asetat dan air. Kedua grafik tersebut menunjukkan pH asam asetat mula-mula sekitar tiga akan terus menerus naik selama titrasi berlangsung. Hal ini dikarenakan semakin banyak NaOH yang ditambahkan, semakin banyak ion

OH dari NaOH yang bereaksi dengan ion H +

 – 

membentuk air sehingga jumlah ion H +  yang berada dalam larutan semakin sedikit. Ion H+yang dihasilkan semakin sedikit akan mengakibatkan pH larutan semakin besar. Prosedur kedua yaitu titrasi asam fosfat dengan menggunakan larutan NaOH 0,1 M. Asam fosfat merupakan asam poliprotik kaerna termasuk asam yang dapat melepaskan lebih dari satu proton per molekulnya saat mengalami disosiasi sehingga memiliki nilai Ka lebih dari satu. Reaksi penguraian atau disosiasi asam fosfat dan rumus tetapan kesetimbangannya adalah sebagai berikut: Penguraian asam fosfat pertama: H3PO4(aq) + H2O(l)

  =

⇌H3O+(aq) + H2PO4-(aq)

[3+ ][−] [3 ]

= 7,5 × 10−3

Penguraian asam fosfat kedua: H2PO4-(aq) + H2O(l) ⇌H3O+(aq) + HPO42-(aq)

  =

[3+ ][−] [ − ]

= 6,2 × 10−

Penguraian asam fosfat yang ketiga: HPO42-(aq) + H2O(l) ⇌H3O+(aq) + PO43-(aq)

3  =

[3 + ][3−] [−]

= 4,8 × 10−3

 Nilai Ka dari asam fosfat memiliki korelasi,yaitu nilai Ka3 selalu lebih kecil dari Ka2 dan Ka2 selalu lebih kecil dari Ka1, secara singkat dapat dituliskan bahwa 3  <   <  . Teknik titrasi yang digunakan pada titrasi asam fosfat sama dengan titrasi pada asam asetat. Larutan asam fosfat 0,1 M yang telah dicelupkan dengan elektroda pH dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M hingga pH larutan menjadi konstan pada aplikasi komputer. Reaksi yang terjadi antara asam fosfat dengan NaOH sesuai dengan pelepasan protonyaitu : H3PO4(aq) + NaOH(aq)

→ NaH2PO4(aq) +

H2O(l)

 NaH2PO4(aq) + NaOH(aq) → Na2HPO4(aq) + H2O(l)

 Na2HPO4(aq) + NaOH(aq) → Na3PO4(aq) + H2O(l) Reaksinya apabila diringkas yaitu sebagai berikut: H3PO4(aq) + NaOH(aq)

→ Na3PO4(l) +

3H2O(l)

 pH dan volume NaOH yang telah tercatat pada aplikasi labview  diolah dengan program microsoft excel dan diplotkan seperti kurva berikut ini

Kurva titrasi asam fosfat pengulangan pertama 12,000 10,000

y = 9.5873x - 318.74 R² = 0.923

8,000        H      p

6,000

Series1

4,000

Linear (Series1)

2,000 0 -2,000 0

200

400

600

800

1000

1200

Volume NaOH

Gambar 4.3. Kurva titrasi H 3PO4 dengan NaOH (pengulangan 1) Berdasarkan kurva titrasi asam fosfat tersebut dapat diketahui patahan kurva terdapat 2  bagian yaitu di sekitar pH 3-5 dan juga pH 8-10. Patahan atau lekukan kurva titrasi asam fosfat ada dua dikarenakan oleh asam fosfat dapat melepaskan maksimal tiga proton sehingga akan mempunyai Ka 1,Ka2, dan Ka3. Kurva titrasi asam poliprotik dengan asam monoprotik mempunyai perbedaan berupa jumlah patahannya. Asam monoprotik menghasiilkan satu patahan, sedangkan asam poliprotik meghasilkan dua patahan dalam kurvanya. Hal tersebut sesuai dengan jumlah proton yang dilepaskan dari masing-masing asam ketika terjadi titrasi dengan larutan basa. Percobaan kali ini hanya menghitung Ka 1 dan Ka2  sehingga kurva titrasi dihentikan sampai terbentuk 2 lekukan saja. Berdasarkan kurva titrasi tersebut dapat ditentukan titik ekuivalen sebanyak dua titikpada setiap  pelonjakan nilai pH. Volume ekuivalen pertama pada volume NaOH 516 sehingga pH  pada titik ekuivalen berada pada setengah volume NaOH sebesar 258 dengan nilai pH 1,522. Nilai pH yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan nilai Ka melalui  persamaan Henderson-Hasselbach yaitu sebesar3 x 10-2  untuk Ka1asam fosfat. Volume ekuivalen pertama pada titrasi digunakan untuk menentukan pH pada titik ekuivalen kedua sehingga pH berada pada 1/2 volume ekuivalen kedua sebesar 486 dengan nilai pH 1,582.  Nilai Ka 2asam fosfat yang diperoleh yaitu = 2,6 x 10 -2. Nilai Ka1dan Ka2 asam fosfat pada

literatur yaitu 7,5 x 10 -3 dan 6,2 x 10 -8. Menurut nilai Ka asam fosfat dari literatur, nilai Ka1dan Ka2  pengulangan pertama kurang sesuai dengan literatur. Hal tersebut mungkin dikarenakan kurang tepatnya penentuan titik ekuivalen kurva titrasi sehingga nilai Ka sedikit menyimpang. Kesalahan lain mungkin dikarenakan botol infus terlebih dahulu diisi  NaOH dengan rentang waktu cukup lama diletakkan dalam gelas beaker sehingga NaOH yang bersifat higroskopis mempengaruhi nilai pH yang diperoleh saat titrasi. Titrasi asam fosfat dilakukan secara duplo agar diperoleh data yang lebih akurat dan  presisi. Pengulangan kedua titrasi asam fosfat dilakukan dengan prosedur yang sama dengan pengulangan pertama sehingga diperoleh kurva titrasi sebagai berikut

Kurva titrasi asam fosfat pengulangan kedua 15,000 y = 14.589x - 81.241 R² = 0.9412 Series1

10,000        H      p

5,000

Linear (Series1)

0 -5,000

0

200

400

600

800

Volume NaOH

Gambar 4.4. Kurva titrasi H 3PO4 dengan NaOH (pengulangan 2) Berdasarkan kurva titrasi asam fosfat pada pengulangan kedua diperoleh 2 patahan juga  pada pH sekitar 3-5 dan pH 8-10. Volume ekuivalen pertama pada volume NaOH 316 sehingga pH pada titik ekuivalen berada pada setengah volume NaOH sebesar 158 dengan nilai pH 1,652. Nilai pH yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan nilai Ka melalui persamaan Henderson-Hasselbach yaitu sebesar 2,2 x 10-2 untuk Ka 1asam fosfat. Volume ekuivalen pertama pada titrasi digunakan untuk menentukan pH pada titik ekuivalen kedua sehingga pH berada pada 1/2 volume ekuivalen kedua sebesar 317 dengan nilai pH 1,597. Nilai Ka 2asam fosfat yang diperoleh yaitu 2,5 x 10 -2. Nilai Ka1dan Ka2 asam fosfat pada literatur yaitu 7,5 x 10 -3 dan 6,2 x 10 -8. Menurut nilai Ka asam fosfat dari literatur, nilai Ka1dan Ka2 pengulangan kedua kurang sesuai dengan literatur. Hal tersebut mungkin dikarenakan kurang tepatnya penentuan titik ekuivalen dan pH kurva titrasi sehingga nilai Ka sedikit menyimpang. Kesalahan lain mungkin dikarenakan botol infus terlebih dahulu diisi NaOH dengan rentang waktu cukup lama diletakkan dalam gelas

 beaker sehingga NaOH yang bersifat higroskopis mempengaruhi nilai pH yang diperoleh saat titrasi. Hasil yang tidak sesuai tersebut bisa juga disebabkan karena larutan yang kurang homogen akibat anak  stirrer   yang kurang stabil dalam menghomogenkan larutan. Rata-rata nilai Ka1 dar percobaan yang dilakukan sebesar 2,6 x 10 -2, sedangkan nilai Ka2 rata-rata sebesar 2,55 x 10-2. Berdasarkan rata-rata dari Ka1 dan Ka2 yang diperoleh, Ka 1 nilai nya lebih kecil daripada Ka2. Hal tersebut tidak sesuai dengan literatur yang ada. Nilai Ka2  memiliki nilai yang lebih kecil daripada nilai Ka 1. Hal ini dikarenakan hilangnya  proton dalam ionisasi pertama yang menyebabkan proton kedua akan terikat lebih kuat, sehingga menebabkan semakin sulit untuk dilepaskan. Tetapan kesetimbangannya akan  bernilai lebih kecil. Proton (ion hidrogen) dalam air tidak dapat berdiri sendiri, maka akan membentuk ion hidronium (H 3O+).

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan mengenai analisis dan penentuan konstanta disosiasi asam dengan titrasi pH yang dikontrol dengan komputer dapat diambil kesimpulan bahwa nilai Ka rata-rata asam asetat pada pengulangan pertama dan  pengulangan kedua sebesar 1,39 x 10 -3. Nilai Ka1 dan Ka2 asam fosfat pada pengulangan  pertama sebesar 3 x 10-2 dan 2,6 x 10 -2. Nilai Ka1 dan Ka2 asam fosfat pada pengulangan kedua yaitu 2,2 x 10 -2 dan 2,5 x 10 -2. Nilai Ka1  dari pengulangan pertama dan kedua didapatkan rata-rata sebesar 2,6 x 10-2, sedangkan nilai Ka2 rata-rata sebesar 2,55 x 10-2.

5.2 Saran

Praktikkan harus memahami prosedur yang akan dilakukan pada percobaan yang dilakukan. Teknik laboratorium harus dikuasai pada setiap praktikkan untuk meminimalisir kecelakaan dalam laboratorium. Pembacaan kurva untuk menentukan titik ekuivalen harus dilakukan dengan teliti agar hasil yang didapatkan maksimal dan mendekati nilai pada literatur yang ada.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.

2016.

 Material

Safety

Data

Sheet

Akuades.

[Serial

online].http://www.scienelab.com/msds/php?msdsld=9927321.[19 Maret 2017]. Anonim.

2016.

 Material

Safety

Data

Sheet

H 3 PO4.

[Serial

online].

http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927393.[19 Maret 2017]. Anonim.

2016.

 Material

Safety

Data

Sheet

NaOH.

[Serial

online].http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926853.[19 Maret 2017]. Anonim.

2016.

 Material

Safety

Data

Sheet

CH 3COOH.

[Serial

online].http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9922769.[19 Maret 2017]. Atkins, P. W.1990. Kimia Fisika Jilid 2 Edisi Keempat . Jakarta: Erlangga. Day dan Underwood A.L. 1998.  Analisis Kimia Kuantitatif . Jakarta: PT. Gramedia. Hendayana, S. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Semarang: Semarang Press. Khopkar. S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik . Jakarta: Universitas Indonesia Press Marks, Dawn B., dkk. 1996.  Biokimia Kedokteran Dasar . Sebuah Pendekatan Klinis. Jakarta:EGC Oxtoby, David W. 2001.  Prinsip  Prinsip Kimia Modern. Jakarta:Erlangga  – 

Petrucci, R. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Svehla, G. 1990.  Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro Edisi II . Jakarta: Kalman Media Pustaka. Syukri, S. 1999. Kimia Dasar Jilid 2. Bandung: ITB. Tim Kimia Fisik. 2017.  Penuntun Praktikum Kesetimbangan Kimia. Jember: Universitas Jember.

LAMPIRAN

1) Asam Asetat-1

Kurva titrasi asam asetat pengulangan pertama 14,000 12,000

y = 12.835x + 1425.5 R² = 0.7563

10,000        H      p

8,000 6,000

Series1

4,000

Linear (Series1)

2,000 0 0

200

400 Volume NaOH

Volume ekuivalen = 556 mL Volume ½ ekuivalen = 278 mL  pKa = pH setengah volume ekuivalen= 2,812  pKa

= - log Ka

Ka

= 10-pKa = 10-2,812 = 1,54 x 10 -3

600

800

2) Asam Asetat-2

Kurva titrasi asam asetat pengulangan kedua 14,000 12,000

y = 26.874x + 1588.4 R² = 0.743

10,000        H      p

8,000 6,000

Series1

4,000

Linear (Series1)

2,000 0 0

50

100

150

200

250

Volume NaOH

Volume ekuivalen = 256 mL Volume ½ ekuivalen = 128 mL  pKa = pH setengah volume ekuivalen= 2,906  pKa

= - log Ka

Ka

= 10-2,906 = 10-2,906 = 1,24 x 10 -3

 Nilai rata-rata dari Ka asam asetat = 1,39 x 10-3

300

350

3) Asam Fosfat-1

Kurva titrasi asam fosfat pengulangan pertama 12,000 y = 9.5873x - 318.74 R² = 0.923

10,000 8,000 6,000        H      p

Series1

4,000

Linear (Series1)

2,000 0 -2,000

0

200

400

600

800

Volume NaOH

Volume ekuivalen I = 516 mL 

Volume 1/2 ekuivalen = 258 mL ; pH = 1,522  pKa1

= pH (volume 1/2 ekuivalen) = 1,522

 pKa1

= - log Ka1

Ka1

= 10-1,522 = 3 × 10-2

Volume ekuivalen II = 972 mL 

Volume 1/2 ekuivalen = 486 mL ; pH = 1,582  pKa2

= pH (volume 1/2 ekuivalen) = 1,582

 pKa2

= - log Ka2

Ka2

= 10-1,582 = 2,6 × 10-2

1000

1200

4) Asam Fosfat-2

Kurva titrasi asam fosfat pengulangan kedua 12,000 10,000

y = 14.589x - 81.241 R² = 0.9412

8,000        H      p

6,000

Series1

4,000

Linear (Series1)

2,000 0 -2,000

0

200

400 Volume NaOH

Volume ekuivalen I = 316 mL 

Volume 1/2 ekuivalen = 158 mL ; pH = 1,652  pKa1

= pH (volume 1/2 ekuivalen) = 1,652

 pKa1

= - log Ka1

Ka1

= 10-1,652 = 2,2 × 10-2

Volume ekuivalen II = 634 mL 

Volume 1/2 ekuivalen = 317 mL ; pH = 1,597  pKa2

= pH (volume 1/2 ekuivalen) = 1,597

 pKa2

= - log Ka2

Ka2

= 10-1,597 = 2,5 × 10-2

Rata-rata nilai Ka1 = 2,6 x 10 -2 Rata-rata nilai Ka2 = 2,55 x 10 -2

600

800