Laporan Praktikum Kimia Percobaan 2

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA PENENTUAN pH ASAM ASETAT PADA BERBAGAI KONSENTRASI

“

”

Dosen Pengampu : Dr. Hari Sutrisno, M.Si

Disusun oleh : ANGGUUN DWI ASTININGSIH 17728251016 PENDIDIKAN KIMIA A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2017

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

1

PERCOBAAN 2 PENENTUAN pH ASAM ASETAT PADA BERBAGAI KONSENTRASI

A. TUJUAN

Berdasarkan percobaan yang dilakukan bertujuan untuk menentuka pH dari asam asetat pada berbagai konsentrasi dan menentukan Ka Asam Aset at. B. TINJAUAN PUSTAKA 

Asam Asetat Asam asetat atau acetic acid   atau ethanoic acid   adalah senyawa organik yang

termasuk dalam golongan carboxylic acid  dengan  dengan gugus fungsinya adalah: O C

OH

Sedangkan rumus kimia dari asam asetat adalah sebagai berikut : O CH3

C

OH

 Acetic acid  adalah   adalah monoprotic acid  yang   yang lemah, sehingga hanya sebagian kecil ion saja yang dapat terdisosiasi dalam air dan reaksi ini ada kesetimbangannya dapat bergeser ke kiri atau ke kanan tergantung pada kondisi dari reaksi. Proses terdisosiasinya asam asetat dalam air dapat digambarkan seperti berikut: CH3COOH (aq) + H2O (aq) ⇔ H3O+ (aq) + CH3COO- (aq) Karakteristik dari carboxylic acid yaitu gugus OH - tidak berperilaku seperti basa ion hidroksida OH-. Hal ini terjadi karena oksigen memiliki sifat kelektronegatifan yang tinggi sehingga dengan adanya dua atom oksigen pada carboxylic acid akan membantu membawa ekstra muatan negatif yang menyebabkan atom hidrogen terdisosiasi. Hal inilah yang menyebabkan carboxylic acid   berperilaku seperti asam dan tidak seoerti basa seperti pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Terdisosiasinya carboxylic acid  membentuk  membentuk H + dan bukan OH - sehingga tergolong sebagai asam dan bukan basa.  (Chang, 2005)

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

2

Tabel 2.1 Karakteristik dari Carboxylic Acid Polaritas gugus fungsi

Karena adanya ikatan polar O – H dan C=O maka carboxylic acid  adalah senyawa polar.

Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen antara carboxylic acid   molekul juga kuat dan ikatan hidrogen ini juga terjadi antara carboxylic acid  dengan air.

Solubility dalam air

carboxylic acid yang berat molekulnya rendah sangat  soluble dalam air dan solubilitasnya akan semakin turun dengan bertambahnya jumlah atom karbon.

Titik leleh dan titik didih

Ikatan hidrogen yang kuat antar molekul menyebabkan titik leleh dan didih dari carboxylic acid  sangat tinggi.

Kekuatan asam lemah sangat beragam karena beragamnya derajat ionisasi. Terbatasnya ionisasi asam lemah berkaitan dengan konstanta kesetimbangan ionisasinya. Untuk asam monoprotik seperti asam asetat, konsentrasi asam yang mengalami ionisasi sama dengan konsentrasi ion H+. Banyaknya asam lemah yang terioniasi bergantung pada konsentrasi awal. Semakin encer larutan, semakin besar persen ioniasi. Berdasarkan asas Le Chatelier bila suatu asam diencerkan, mula-mula jumlah partikel (molekul asam yang tidak terionisasi) perunit volume akan menurun. Ketika pengenceran kesetimbangan bergeser dari asam yang tidak terionisasi ke H+dan basa konjugatnya untuk menghasilkan partikel ion sehingga nilai pH semakin naik. Konstanta ionisasi asam lemah asam asetat yaitu 1,754 x 10 -5 atau pembulatan menjadi Ka asam asetat = 1,8 x 10-5 (Chang, 2005). Jumlah fraksi molekul yang terurai menjadi ion-ion disebut derajat ionisasi (α). Persamaan reaksi pada asam asetat yaitu : CH3COOH (aq) + H2O (l )

⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Atau lebih sederhananya, CH3COOH (aq)

⇌ CH3COO-(aq) + H+(aq)

Konstanta kesetimbangan untuk ionisasi asam ini, yang kita namakan konstanta ionisasi asam, K a, dinyatakan sebagai berikut:

 =

[] []   []

atau

 =

[][] [ ]

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

3



Asam-Basa Teori asam basa yang paling sederhana pada awalnya dikemukakan oleh Svante

Arrhenius pada tahun 1884. Menurut arrhenius, asam adalah spesies yang mengandung ionion hidrogen, H + atau H3O+ ; dan basa mengandung ion-ion hidrosida, OH -. (Sugiyarto, 2004). Asam Arrhenius dirumuskan sebagai HxZ yang dalam air mengalami ionisasi sebagai berikut :

Jumlah ion H+ yang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam disebut valensi asam. Sedangkan ion negatif yang terbentuk dari asam setelah melepas ion H+ disebut ion sisa asam. Nama asam sama dengan nama ion sisa asam dengan didahului kata asam. Basa Arrhenius adalah hidroksida logam, M(OH)x, yang dalam air terurai sebagai  berikut:

Jumlah ion OH- yang dapat dilepaskan oleh satu molekul basa disebut valensi basa. Asam kuat dan basa kuat terionisasi seluruhnya dalam air, sedangkan asam lemah dan basa lemah terionisasi sebagian dalam air.  pH suatu larutan didefinisikan sebagai logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen (dalam mol per liter) :  pH = - log [H3O+] atau pH = -log [H+]  pH suatu larutan akan meningkat seiring menurunya konsentrasi [H +] sehingga pH disebut  juga derajat atau ukuran keasaman suatu zat (Sugiyarto, 2004). Asam kuat terionisasi seluruhnya, sehingga reaksi ionisasinya adalah reaksi yang  berkesudahan. Contoh : HCl (aq) → H + (aq) + Cl- (aq) Sebaliknya,

asam

lemah

terionisasi

kesetimbangan. Contoh : CH 3COOH (aq)

sebagian

sehingga

membentuk

reaksi

⇔ CH3COO- (aq) + H+ (aq) Secara umum, ionisasi

asam lemah valensi satu dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Pada reaksi ionisasi asam lemah valensi satu, [H+ ] = [A- ]. Apabila konsetrasi awal [HA] adalah sebesar M, maka :

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

4

dengan: Ka= tetapan ionisasi asam M = konsentrasi asam ( satuannya M atau mol/liter) Makin kuat asam, maka semakin banyak ion yang terbentuk, sehingga harga Ka semakin besar. Oleh karena itu, harga Ka merupakan ukuran kekuatan asam. (Sugiyarto, 2004). 

Tetapan Kesetimbangan Asam-Basa Tingkat kekuatan suatu asam melukiskan ukuran tingkat kemudahan ion hidrogen

yang dapat dilepaskan dari spesies yang bersangkutan. Ukuran yang umum adalah  perbandingannya relatif terhadap air dalam hal tetapan kesetimbangan. Untuk asam, tetapan ini diidentifikasi sebagai tetapan ionisasi asam,

 .

Reaksi kesetimbangan asam dengan

rumus HA adalah: HA (aq) + H2O (l)  H3O+ (aq) + A- (aq) sehingga rumusan tetapan kesetimbangan ionisasinya adalah:

 =

 [] [A] [A]

karena nilai tetapanmelibatkan numerik dengan pangkat/eksponen sangat kecil hingga sangat  besar, maka ukuran kuantitatif kekuatan asam lebih sering dinyatakan dalam p  (p= potent), dengan p  = - log  . Tingkat kekuatan suatu basa, tetapan keseimbangan diidentifikasi sebagai tetapan ionisasi basa,  . Reaksi keseimbangan basa dengan rumus A - dapat dituliskan: A- (aq) + H2O (l)  HA (aq) + OH- (aq) Oleh karena itu, rumusan tetapan keseimbangan ionisasinya adalah:

 =  [A][A[ ]

]

dan secara sama p  = - log  . (Sugiyarto, 2004) C. ALAT DAN BAHAN 

Alat :

1.  pH-meter

1 buah

2. Labu takar 100 ml

1 buah

3. Gelas beaker 50 ml

5 buah

4. Gelas ukur 20 ml

2 buah

5. Ball pipet

1 buah



Bahan :

1. Asam Asetat dengan konsentrasi masing-masing : 2 M; 10 -1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; dan 10-6 M 2. Aquades 3. larutan standar untuk mengkalibrasi pH meter

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

5

D. PROSEDUR CARA KERJA 

Prosedur cara kerja : 1) Konsentrasi Asam Asetat 10-1 M Disediakan larutan Asam Asetat dengan konsentrasi bakunya 2 M kemudian diencerkan dengan menjadi larutan asam asetat dengan konsentrasi 10-1 M digunakan rumus V 1 . M1 = V2 . M 2 dengan volume pengenceran 100 ml sehingga didapat volume larutan bakunya diambil sebesar 5 ml menggunakan ball pipet untuk pengenceran pada labu ukur 100 ml selanjutnya diencerkan ditambah aquades sampai tanda batas pada labu ukur 100 ml, dilarutkan secara homogen atau sempurna minimal larutan tersebut pada labu ukur digoyangkan 20kali supaya larut sempurna atau homogen dan didapatlah larutan asam asetat konsentrasi 10-1  M. Larutan asam asetat yang sudah dilarutkan kemudian dituangkan pada gelas beker 50 ml untuk diukur pH nya. Sisa larutan asam asetat konsentrasi 10-1 M yang sudah dilarutkan tersebut digunakan untuk pengenceran  pada larutan asam asetat konsentrasi berikutnya (konsentrasi 10-2 M). 2) Konsentrasi Asam Asetat 10-2 M Sisa larutan asam asetat 10-1  M kemudian diencerkan dengan menjadi larutan asam asetat konsentrasi 10-2  M digunakan rumus V 1 . M1 = V2 . M2 dengan volume pengenceran 100 ml sehingga didapat volume larutan Konsentrasi Asam Asetat 10-1 M diambil sebesar 10 ml menggunakan ball pipet untuk pengenceran dituangkan pada labu ukur 100 ml selanjutnya diencerkan ditambah aquades sampai tanda batas pada labu ukur 100 ml, dilarutkan secara homogen atau sempurna minimal larutan tersebut pada labu ukur digoyangkan 20kali supaya larut sempurna atau homogen dan didapatlah larutan asam asetat konsentrasi 10 -2 M. Larutan asam asetat yang sudah dilarutkan kemudian dituangkan pada gelas  beker 50 ml untuk diukur pH nya. Sisa larutan asam asetat konsentrasi 10 -2 M yang sudah dilarutkan tersebut digunakan untuk pengenceran pada larutan asam asetat konsentrasi berikutnya (konsentrasi 10 -3 M). 3) Konsentrasi Asam Asetat 10-3 M Sisa larutan asam asetat 10-2  M kemudian diencerkan dengan menjadi larutan asam asetat konsentrasi 10-3  M digunakan rumus V 1 . M1 = V2 . M2 dengan volume pengenceran 100 ml sehingga didapat volume larutan Konsentrasi Asam Asetat 10-2 M diambil sebesar 10 ml menggunakan ball pipet untuk pengenceran dituangkan pada labu ukur 100 ml selanjutnya diencerkan ditambah aquades sampai tanda batas pada labu ukur 100 ml, dilarutkan secara homogen atau sempurna minimal larutan tersebut pada labu ukur digoyangkan 20kali supaya larut sempurna atau homogen dan didapatlah larutan asam asetat konsentrasi 10 -3 M. Larutan asam asetat yang sudah dilarutkan kemudian dituangkan pada gelas  beker 50 ml untuk diukur pH nya. Sisa larutan asam asetat konsentrasi 10 -3 M yang sudah dilarutkan tersebut digunakan untuk pengenceran pada larutan asam asetat konsentrasi berikutnya (konsentrasi 10 -4 M). 4) Konsentrasi Asam Asetat 10-4 M Sisa larutan asam asetat 10-3  M kemudian diencerkan dengan menjadi larutan asam asetat konsentrasi 10-4  M digunakan rumus V 1 . M1 = V2 . M2 dengan

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

6

volume pengenceran 100 ml sehingga didapat volume larutan Konsentrasi Asam Asetat 10-3 M diambil sebesar 10 ml menggunakan ball pipet untuk pengenceran dituangkan pada labu ukur 100 ml selanjutnya diencerkan ditambah aquades sampai tanda batas pada labu ukur 100 ml, dilarutkan secara homogen atau sempurna minimal larutan tersebut pada labu ukur digoyangkan 20kali supaya larut sempurna atau homogen dan didapatlah larutan asam asetat konsentrasi 10 -4 M. Larutan asam asetat yang sudah dilarutkan kemudian dituangkan pada gelas  beker 50 ml untuk diukur pH nya. Sisa larutan asam asetat konsentrasi 10 -4 M yang sudah dilarutkan tersebut digunakan untuk pengenceran pada larutan asam asetat konsentrasi berikutnya (konsentrasi 10 -6 M). 5) Konsentrasi Asam Asetat 10-6 M Sisa larutan asam asetat 10-4  M kemudian diencerkan dengan menjadi larutan asam asetat konsentrasi 10-6  M digunakan rumus V 1 . M1 = V2 . M2 dengan volume pengenceran 100 ml sehingga didapat volume larutan Konsentrasi Asam Asetat 10-4  M diambil sebesar 1 ml menggunakan ball pipet untuk pengenceran dituangkan pada labu ukur 100 ml selanjutnya diencerkan ditambah aquades sampai tanda batas pada labu ukur 100 ml, dilarutkan secara homogen atau sempurna minimal larutan tersebut pada labu ukur digoyangkan 20kali supaya larut sempurna atau homogen dan didapatlah larutan asam asetat konsentrasi 10 -6 M. Larutan asam asetat yang sudah dilarutkan kemudian dituangkan pada gelas  beker 50 ml untuk diukur pH nya. E. HASIL PRAKTIKUM DAN PERHITUNGAN 1. Hasil Pengukuran dan Pengamatan 

Data Hasil pengukuran sebagai berikut: Konsentrasi

Volume (ml)

pH

10-1

100

2,7

10-2

100

3,5

10-3

100

5,8

10-4

100

6,0

10-6

100

6,6

CH3COOH (M)



Pengenceran Larutan Asam Asetat menggunakan larutan baku yanng disediakan konsentrasinya 2M

a) Konsentrasi Asam Asetat 10-1 M

 b) Konsentrasi Asam Asetat 10-2 M

V1 . M1 =

V2 . M2

V1 . M1 =

V2 . M2

V1 . 2

=

100 . 10 -1

V1 . 10-1 =

100 . 10-2

V1

=

 2

V1

 

= 5 ml

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

=

= 10 ml

7

c) Konsentrasi Asam Asetat 10-3 M V1 . M1 =

V2 . M2

V1 . 10-2 =

100 . 10-3

V1



=

V1 . 10-3 =

100 . 10 -4

V1

 

=

= 10 ml

e) Konsentrasi Asam Asetat 10-6 M

= 10 ml

V1 . M1 =

V2 . M2

d) Konsentrasi Asam Asetat 10-4 M

V1 . 10-4 =

100 . 10 -6

V1

 



V1 . M1 = 

V2 . M2

=

= 1 ml

Perhitungan

Perhitungan pH Asam Kuat dan Asam Lemah secara teori dilakukan berdasarkan reaksi  berikut : CH3COOH (aq) + H2O (aq)  CH3COO- (aq) + H3O+ (aq) Maka: 

[  ] [] [] [2]

=

 =

[  ] [] [ ] 

 [ ] ,     = 1,754  10-5  = [ ]

[H3O+]2 =

  . [CH3COOH]

, untuk Asam Lemah

 pH = - log [H3O+] [H+] 

= M .  , untuk Asam Kuat dengan M = [CH 3COOH] ; pH = - log [H+]

Tabel Perhitungan pH secara teoritis:

 No

pH Asam Kuat

1)

Asam Asetat Konsentrasi 10-1 M [H+]

pH Asam Lemah

= M. = 10-1 . 1 = 10-1

[H3O+] =

  . [CH3COOH]

=  1,754 .10−  .

 pH = - log [H+]

10−2 = 1,324 x 10 -3

 pH = - log [H3O+]

= - log 10 -1 = 1

= - log 1,324x10 -3= 3 –  log 1,324 = 3 –  0,1218 = 2,878 = 2,88

2)

Asam Asetat Konsentrasi 10-2 M [H+]

= M. = 10-2 . 1 = 10-2

 pH = - log [H+]

[H3O+] =

  . [CH3COOH]

=  1,754 .10−  .

10−2= 1,324 x 10-3,5

 pH = - log [H3O+]

= - log 10 -2 = 2

= - log 1,324 x 10 -3,5= 3,5 –  log 1,324 = 3,5 –  0,1218 = 3,378 = 3,4

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

8

3)

Asam Asetat Konsentrasi 10-3 M = M.

[H+]

[H3O+] =

= 10-3 . 1 = 10-3

  . [CH3COOH]

=  1,754 .10−  .

 pH = - log [H+]

10−= 1,324 x 10-4

 pH = - log [H3O+]

= - log 10-3 = 3

= - log 1,324 x 10 -4= 4 –  log 1,324 = 4 –  0,1218 = 3,878 = 3,9

4)

Asam Asetat Konsentrasi 10-4 M = M.

[H+]

[H3O+] =

= 10-4 . 1 = 10-4

  . [CH3COOH]

=  1,754 .10−  .

 pH = - log [H+]

10−= 1,324 x 10-4,5

 pH = - log [H3O+]

= - log 10-4 = 4

= - log 1,324 x 10 -4,5 = 4,5 –  log 1,324 = 4,5 –  0,1218 = 4,378 = 4,4

5)

Asam Asetat Konsentrasi 10-6 M = M.

[H+]

[H3O+] =

= 10-6 . 1 = 10-6

  . [CH3COOH]

=  1,754 .10−  .

 pH = - log [H+]

10−6= 1,324 x 10-5,5

 pH = - log [H3O+]

= - log 10-6 = 6

= - log 1,324 x 10 -5,5 = 5,5 –  log 1,324 = 5,5 –  0,1218 = 5,378

a. Perhitungan pH dan K a Asam Asetat (CH 3COOH)

Reaksi kesetimbangan asam asetat dalam air dari beberapa percobaan yang dilakukan adalah sebagai berikut. CH3COOH(aq) + H2O(l)

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Dari persamaan reaksi di atas, diperoleh persamaan tetapan kesetimbangan asam asetat (Ka) berikut. Ka =

[][ ] [2]⌈⌉

Ka =

[ ] ⌈⌉

[+ ] =  ⌈CHCOOH⌉ Sehingga, untuk menghitung harga pH digunakan persamaan berikut.

 =  log  ⌈CHCOOH⌉ =  [ + ] Diketahui harga Ka CH3COOH sebesar 1,754  10− , maka 1) Untuk konsentrasi CH COOH sebesar 10-1 M 

Diketahui

: Ka = 1,754 x 10-5

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

9

[CH3COOH] = 10-1 M Ditanya

: pH = ....?

Penyelesaian : CH3COOH(aq) + H2O(l)

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Awal

:

10-1

-

-

Reaksi

:

x

x

x

10-1 –  x

x

x

Setimbang :

[H3O+] ≈ [CH3COO-] = x [CH3COOH] = 10-1- [H3O+] [ ][ ] []  Ka =  ═ Ka= = [ ] [ ] ,−

1,754 x 10 -5 =

  − 

x2 + 1,754 x 10-5x –  1,754 x10-6 = 0, Kita dapat memecahkan persamaan kuadrat di atas dengan menggunakan rumus kuadrat,  x =

−±√  − 2

 x = [H3O+], a = 1, b = 1,754  x 10 -5, dan c = -1,754  x 10 -6, substitusi ke rumus x, maka diperoleh [H3O+] = -1,33 x 10-3 dan 1,32 x 10-3 Jawaban pertama secara fisis tidak mungkin, sebab konsentrasi ion yang dihasilkan sebagai akibat ionisasi tidak mungkin negatif. Jadi, jawabannya adalah akar yang nilainya  positif, yaitu, x = 1,32 x 10 -3 M maka harga pH = 2,88. 2) Untuk CH3COOH konsentrasi 10-2 M Diketahui

: Ka = 1,754 x 10-5 [CH3COOH] = 10-2 M

Ditanyakan :

pH = ....?

Penyelesaian : CH3COOH(aq) + H2O(l)

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Awal

:

10-2

-

-

Reaksi

:

 x

x

x

Setimbang

: 10-2 –  x

x

x

[H3O+] ≈ [CH3COO-] = x [CH3COOH] = 10-2- [H3O+] Ka =

[ ][ ] []   ═ Ka= = [ ] [ ] ,−

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

10

1,754 x 10 -5 =

  − 

x2 + 1,754 x 10-5x –  1,754 x10-7 = 0, Kita dapat memecahkan persamaan kuadrat di atas dengan menggunakan rumus kuadrat,  x =

−±√  − 2

 x = [H3O+], a = 1, b = 1,754  x 10 -5, dan c = -1,754  x 10 -7, substitusi ke rumus x, maka diperoleh [H3O+] = -4,3 x 10-4 dan 4,1 x 10-4 Jawaban pertama secara fisis tidak mungkin, sebab konsentrasi ion yang dihasilkan sebagai akibat ionisasi tidak mungkin negatif. Jadi, jawabannya adalah akar yang nilainya positif, yaitu, x = 4,1 x 10-4 M maka harga pH = 3,4. 3) Konsentrasi CHCOOH Diketahui

= 10-3 M

: Ka = 1,754 x 10-5 [CH3COOH] = 10-3 M

Ditanyakan :

pH = ....?

Penyelesaian : CH3COOH(aq) + H2O(l)

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Awal

:

10-3

-

Reaksi

:

 x

x

Setimbang

: 10-3 –  x

x

x

x

[H3O+] ≈ [CH3COO-] = x [CH3COOH] = 10-3- [H3O+] Ka =

[ ][ ] []   ═ Ka= = [ ] [ ] ,−

 1,754 x 10 =   −  -5

x2 + 1,754 x 10-5x –  1,754 x10-8 = 0, Kita dapat memecahkan persamaan kuadrat di atas dengan menggunakan rumus kuadrat,  x =

−±√  − 2

 x = [H3O+], a = 1, b = 1,754  x 10 -5, dan c = -1,754  x 10 -8, substitusi ke rumus x, maka diperoleh [H3O+] = -1,41 x 10-4 dan 1,24 x 10-4 Jawaban pertama secara fisis tidak mungkin, sebab konsentrasi ion yang dihasilkan sebagai akibat ionisasi tidak mungkin negatif. Jadi, jawabannya adalah akar yang nilainya positif, yaitu, x = 1,24 x 10-4 M maka harga pH = 3,9. Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

11

4) Untuk CH3COOH konsentrasi 10-4 M Diketahui

: Ka = 1,754 x 10 -5 [CH3COOH] = 10-4 M

Ditanyakan :

pH = ....?

Penyelesaian : CH3COOH(aq) + H2O(l)

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Awal

:

10-4

-

-

Reaksi

:

 x

x

x

Setimbang

: 10-4 –  x

x

x

[H3O+] ≈ [CH3COO-] = x [CH3COOH] = 10-4- [H3O+] Ka =

[ ][ ] []   ═ Ka= = [ ] [ ] ,−

1,754 x 10 -5 =

  − 

x2 + 1,754 x 10-5x –  1,754 x10-9 = 0, Kita dapat memecahkan persamaan kuadrat di atas dengan menggunakan rumus kuadrat,  x =

−±√  − 2

 x = [H3O+], a = 1, b = 1,754  x 10 -5, dan c = -1,754  x 10 -9, substitusi ke rumus x, maka diperoleh [H3O+] = -5,1 x 10-5 dan 3,3 x 10-5 Jawaban pertama secara fisis tidak mungkin, sebab konsentrasi ion yang dihasilkan sebagai akibat ionisasi tidak mungkin negatif. Jadi, jawabannya adalah akar yang nilainya positif, yaitu, x = 3,3 x 10-5 M maka harga pH = 4,48. 5) Untuk CH3COOH konsentrasi 10-6 M Diketahui

: Ka = 1,754 x 10 -5 [CH3COOH] = 10-6 M

Ditanyakan :

pH = ....?

Penyelesaian : CH3COOH(aq) + H2O(l)

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

Awal

:

10-6

-

-

Reaksi

:

 x

x

x

Setimbang

: 10-6 –  x

x

x

[H3O+] ≈ [CH3COO-] = x [CH3COOH] = 10-6- [H3O+] Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

12

Ka =

[ ][ ] []   ═ Ka= = [ ] [ ] ,−

 1,754 x 10 =   −  -5

x2 + 1,754 x 10-5x –  1,754 x10-11 = 0, Kita dapat memecahkan persamaan kuadrat di atas dengan menggunakan rumus kuadrat,  x =

−±√  − 2

 x = [H 3O+], a = 1, b = 1,754 x 10-5, dan c = -1,754 x 10-11, substitusi ke rumus x, maka diperoleh [H3O+] = -4,57 x 10-6 dan -1,3 x 10-5 Jawaban pertama dan kedua secara fisis tidak mungkin, sebab konsentrasi ion yang dihasilkan sebagai akibat ionisasi tidak mungkin negatif. Jadi, jawaban untuk konsentrasi 10-6 tidak bisa didapatkan nilai pH-nya. b. Perhitungan Ka Asam Asetat (CH 3COOH) Berdasarkan Data Percobaan 1) Konsentrasi asam asetat 0,1 mempunyai pH 2,7 ; maka : dalam hal ini sudah

mengetahui nilai pH melalui percobaan, dimana dari diketahuinya nilai pH dapat memperoleh konsentrasi kesetimbangan untuk menghitung nilai Konstanta Ionisasi Asam (K a) 

Menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion H 3O+ dari pH  pH = -log [H+] atau pH = -log [H 3O+] 2,7 = -log [H 3O+] Dengan menghitung antilog di kedua sisi, kita dapatkan [H3O+] = 1,99 x 10 -3 Kemudian kita ringkas perubahannya : CH3COOH(aq) + H2O(l) Awal

:

10-1

Reaksi

:

1,99 x 10-3

⇌

+ 1,99 x 10 -3

Setimbang: 10-1 –  1,99 x 10 -3 

CH3COO-(aq) + H3O+(aq)

1,99 x 10 -3

+ 1,99 x 10 -3 1,99 x 10 -3

Konstanta Ionisasi Asam (K a) diberikan oleh

=

[ ] [ ][] (,99 x  ) ,96 x   atau K a =  =  = [ ] [] (  – ,99 x ) ,98

K a = 4,04 x 10 1 x 10−6  = 4,04 x

10−

2) Konsentrasi asam asetat 0,01 mempunyai pH 3,5 ; maka : dalam hal ini sudah

mengetahui nilai pH melalui percobaan, dimana dari diketahuinya nilai pH dapat

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

13

memperoleh konsentrasi kesetimbangan untuk menghitung nilai Konstanta Ionisasi Asam (K a) 

Menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion H 3O+ dari pH  pH = -log [H+] atau pH = -log [H 3O+] 3,5 = -log [H 3O+] Dengan menghitung antilog di kedua sisi, kita dapatkan [H3O+] = 3,16 x 10 -4 Kemudian kita ringkas perubahannya : CH3COOH(aq) + H2O(l) Awal

:

10-2

Reaksi

:

3,16 x 10-4

⇌

-

Setimbang: 10-2 –  3,16 x 10 -4 

CH3COO-(aq) + H3O+(aq) -

+ 3,16 x 10 -4

+ 3,16 x 10 -4

3,16 x 10 -4

3,16 x 10 -4

Konstanta Ionisasi Asam (K a) diberikan oleh

=

[ ] [ ][] (,6 x  ) 9,986 x  atau K a =  =  = [ ] [] (  – ,6 x  ) 9,68 x 

K a = 1,03 x 10 -5 3) Konsentrasi asam asetat 0,001 mempunyai pH 5,8 ; maka : dalam hal ini sudah

mengetahui nilai pH melalui percobaan, dimana dari diketahuinya nilai pH dapat memperoleh konsentrasi kesetimbangan untuk menghitung nilai Konstanta Ionisasi Asam (K a) 

Menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion H 3O+ dari pH  pH = -log [H+] atau pH = -log [H 3O+] 5,8 = -log [H 3O+] Dengan menghitung antilog di kedua sisi, kita dapatkan [H3O+] = 1,58 x 10 -6 Kemudian kita ringkas perubahannya : CH3COOH(aq) + H2O(l) Awal

:

10-3

Reaksi

:

1,58 x 10-6

Setimbang: 10-3 –  1,58 x 10 -6 

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq) -

-

+ 1,58 x 10 -6

+ 1,58 x 10 -6

1,58 x 10 -6

1,58 x 10 -6

Konstanta Ionisasi Asam (K a) diberikan oleh

=

[ ] [ ][] (,8 x ) 2,96 x  atau K a =  =  = [ ] [] (  – ,8 x ) 9,982 x 

K a = 2,5 x 10 -1 x 10-8 = 2,5 x 10-9

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

14

4) Konsentrasi asam asetat 0,0001 mempunyai pH 6,0   maka : dalam hal ini sudah

mengetahui nilai pH melalui percobaan, dimana dari diketahuinya nilai pH dapat memperoleh konsentrasi kesetimbangan untuk menghitung nilai Konstanta Ionisasi Asam (K a) 

Menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion H 3O+ dari pH  pH = -log [H+] atau pH = -log [H 3O+] 6,0 = -log [H 3O+] Dengan menghitung antilog di kedua sisi, kita dapatkan [H3O+] = 1 x 10 -6 Kemudian kita ringkas perubahannya : CH3COOH(aq) + H2O(l) Awal

: 10-4

Reaksi

:

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq) -

1 x 10-6

+ 1 x 10 -6

Setimbang: 10-4 –  1 x 10 -6 

1 x 10 -6

+ 1 x 10 -6 1 x 10 -6

Konstanta Ionisasi Asam (K a) diberikan oleh

=

[ ] [ ][] ( x )  x  atau K a =  =  = [ ] [] (  –  x  ) 9,9 x 

K a = 1 x 10 -1 x 10-7 = 1 x 10 -8 5) Konsentrasi asam asetat 10 -6  mempunyai pH 6,6  maka : dalam hal ini sudah

mengetahui nilai pH melalui percobaan, dimana dari diketahuinya nilai pH dapat memperoleh konsentrasi kesetimbangan untuk menghitung nilai K a 

Menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion H 3O+ dari pH  pH = -log [H+] atau pH = -log [H 3O+] 6,6 = -log [H 3O+] Dengan menghitung antilog di kedua sisi, kita dapatkan [H3O+] = 2,52 x 10 -7 Kemudian kita ringkas perubahannya : CH3COOH(aq) + H2O(l) Awal

:

10-6

Reaksi

:

2,52 x 10-7

Setimbang: 10-6 –  2,52 x 10 -7 

⇌

CH3COO-(aq) + H3O+(aq) -

-

+ 2,52 x 10 -7 + 2,52 x 10 -7 2,52 x 10 -7

2,52 x 10 -7

Konstanta Ionisasi Asam (K a) diberikan oleh

=

[ ] [ ][] (2,2 x ) 6, x  atau K a =  =  = [ ] [] (  – 2,2 x ) ,8 x 

K a = 8,5 x 10 -1 x 10-7 = 8,5 x 10-8 Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

15

F. PEMBAHASAN

Percobaan penentuan pH Asam Asetat pada berbagai konsentrasi ini dilakukan pada hari jumat, 6 Oktober 2017. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pH dari asam asetat dengan berbagai konsentrasi termasuk asam kuat atau asam lemah. Percobaan ini menggunakan larutan baku Asam Asetat pada konsentrasi 2 M kemudian dilakukan  pengenceran untuk mendapatkan larutan asam asetat dengan berbagai konsentrasi yaitu larutan asam asetat konsentrasi 10-1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; dan 10 -6 M. Pada percobaan ini, konsentrasi asam asetat yang digunakan untuk menentukan pH dan K a-nya adalah 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-6 . Kelima jenis konsentrasi ini didapat dari larutan asam asetat pekat dengan konsentrasi 2 M, dimana kelima jenis konsentrasi ini di dapat dengan cara praktikan melakukan proses pengenceran. Pengenceran merupakan prosedur untuk penyiapan larutan yang kurang pekat dari larutan yang lebih pekat (Chang, 2005). Alat-alat yang digunakan dalam praktikum yaitu beker gelas 50 ml sebanyak 5 buah, labu takar 100 ml, gelas ukur, ball pipet dan pH meter. Langkah pertama yang dilakukan menyiapkan larutan baku Asam Asetat dengan konsentrasi 2 M. Larutan baku tersebut kemudian diencerkan dengan menjadi larutan asam asetat dengan konsentrasi

10-1  M digunakan rumus V 1 . M1 = V2 . M2 dengan volume

 pengenceran 100 ml sehingga didapat volume larutan bakunya diambil sebesar 5 ml menggunakan ball pipet untuk pengenceran pada labu ukur 100 ml selanjutnya diencerkan ditambah aquades sampai tanda batas pada labu ukur 100 ml, dilarutkan secara homogen atau sempurna minimal larutan tersebut pada labu ukur digoyangkan 18kali supaya larut sempurna atau homogen dan didapatlah larutan asam asetat konsentrasi 10 -1  M. Larutan asam asetat yang sudah dilarutkan kemudian dituangkan pada gelas beker 50 ml untuk diukur pH nya. Sisa larutan asam asetat konsentrasi 10-1 M yang sudah dilarutkan tersebut digunakan untuk  pengenceran pada larutan asam asetat konsentrasi berikutnya (konsentrasi 10-2  M). Dan seterusnya dilakukan pengenceran dari konsentrasi 10 -1 M menjadi 10 -2 M; menjadi 10-3 M; menjadi 10-4  M; dan menjadi 10 -6  M. Dari percobaan ini, di dapatkan volume yang akan digunakan untuk dicampurkan dengan larutan asam asetat pekat untuk mendapatkan masingmasing konsentrasi yang mau diujikan pH dan K a-nya, yaitu 5 ml untuk mendapatkan larutan dengan konsentrasi 10-1, 10 ml untuk mendapatkan masing-masing larutan dengan konsentrasi 10-2, 10-3, dan 10-4 sedangkan untuk larutan asam asetat dengan konsentrasi 10-6 menggunakan volume 1 ml . Maka sebelum melakukan perhitungan nilai K a-pun , kita dapat menyimpulkan  bahwa nilai K a dari masing-masing konsentrasi larutan asam asetat dari yang terbesar ke terkecil secara berturut-turut adalah 10-1 > 10-2 > 10-3 > 10-4 > 10-6 . Dengan menuliskan

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

16

rumus molekul asam asetat sebagai CH 3COOH, dapat dikenali bahwa proton (H +) yang dapat terionisasi berasal dari gugus COOH. Dimana pada gugus hidroksi (OH -) terdapat beda momen dipol dan keelektronegatifan, dimana atom oksigen (O) memiliki nilai momen dipol dan keelektronegatifan yang lebih besar daripada atom hidrogen (H) sehingga elektron ikatan antara atom O dan atom H akan cenderung ke atom O sehingga terjadi pemutusan elektron ikatan antara keduanya sehingga membentuk ion O - dan ion H+. Pemutusan ikatan ini juga didukung dengan semakin parsial positifnya atom C, keparsialan positif dari atom C diakibatkan oleh adanya gaya coulumb dari gugus metil dan adanya perbedaan keelektronegatifan antara atom C dengan atom O (rangkap) dengan O yang berikatan dengan atom H, dimana atom O lebih elektronegatif daipada atom C sehingga atom C akan  bermuatan parsial positif, hal ini yang mengakibatkan atom C akan berikatan dengan kuat dengan kedua buah atom O, sehingga sangat sulit untuk melepas ikatan antara atom O dan atom C, yang mudah putus hanya atom O dan H sehingga hasil reaksi di dapat ion asesat (CH3COO-) dan ion H+. Setelah dilakukan pengenceran larutan asam asetat pada berbagai konsentrasi kemudian diukur pH menggunkan pH meter. Selanjutnya dari data yang didapatkan dibandingkan dengan pH secara teoritis dengan melakukan perhitungan pH pada masingmasing konsentrasi larutan asam asetat sebagai asam lemah maupun asam kuat. Sehingga didapat data pada tabel berikut ini: pH perhitungan secara teoritis Konsentrasi pH hasil CH3COOH Ka Perhitungan Sebagai Sebagai praktikum (M) Asam Kuat Asam Lemah -1 10 2,7 1 2,88 4,04 x 10− 10-2 3,5 2 3,4 1,03 x 10 -5 10-3 5,8 3 3,9 2,5 x 10 -9 10-4 6,0 4 4,4 1 x 10 -8 10-6 6,6 6 5,378 8,5 x 10 -8 Sementara untuk konstanta ionisasi asam (K a) secara teoritis nilai konstanta ionisasi

asam bernilai 1,754 x 10 -5. Pada perhitungan praktikan mendapat nilai konsentrasi ionisasi asam untuk masing-maing konsentrasi yaitu 10 -1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-6 dengan nilai berturutturut 4,04 x 10 -5; 1,03 x 10 -5; 2,5 x 10 -9; 1 x 10 -8 dan 8,5 x 10 -8. Kebanyakan asam terionisasi hanya sedikit dalam air seperti halnya asam asetat. Oleh sebab itu asam asetat digolongkan dalam asam lemah. Pada kestimbangan, larutan berair dari asam lemah mengandung campuran antara molekul asam yang tidak terionisasi, ion H 3O+, dan basa konjugatnya. Kekuatan asam lemah sangat beragam karena beragamnya derajat ionisasi. Terbatasnya ionisasi asam lemah berkaitan dengan konstanta kesetimbangan ionisasinya (K a), dimana semakin besar nilai konstanta kesetimbangan ionisasi asamnya maka larutan tersebut Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

17

memiliki tingkat keasaman yang tinggi atau semakin asam begitupun semakin kecil konstanta kesetimbangan asamnya maka keasaman larutan tersebut semakin lemah. Hal ini sesuai dengan perhitungan yang dilakukan oleh praktikan, dimana konsentrasi larutan asam asetat 10-1 memiliki nilai konstanta kesetimbangan ionisasi lebih besar daripada konsentrasi asam asetat yang memiliki konsentrasi larutan lebih kecil darinya yaitu 10-2, 10-3, 10-4, 10-6 Secara umum pengukuran pH dari data praktikum dan perhitungan pH secara teoritis (asam kuat maupun asam lemah), semakin kecil konsentrasi larutan asam asetat (dari 10 -1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; sampai 10-6 M) pH nya semakin mendekati netral (mendekati pH 7  pada konsentrasi larutan asam asetat yang semakin kecil). Hal ini disebabkan karena untuk mendapatkan konsentrasi larutan asam asetat yang semakin kecil pengencerannya dilakukan secara berkali-kali dengan akuades yang semakin banyak bereaksi dengan larutan asam dan akuades semakin mendominasi. Akuades merupakan larutaan yang bersifat netral, sehingga ketika bereaksi dengan larutan asam asetat pada konsentrasi yang semakin kecil yang sudah dilakukan pengenceran maka pH nya mendekati netral (yaitu pada larutan asam asetat pada konsentrasi 10-6 M, secara teoritis asam kuat didapat pH=6 dan asam lemah pH=5,378; pada hasil praktikum pH=6,6) karena larutan akuades jumlahnya lebih mendominasi saat bereaksi. Dapat disimpulkan bahwa: semakin kecil konsentrasi larutan asam asetat (dari 10 -1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; sampai 10-6 M) pH nya semakin besar atau semakin mendekati netral (mendekati pH 7 pada konsentrasi larutan asam asetat yang semakin kecil). Terjadinya hasil tersebut karena kekuatan asam lemah sangat beragam yang disebabkan oleh beragamnya derajat ionisasi atau kemampuan untuk mengion. Untuk asam monoprotik seperti asam asetat (CH3COOH), konsentrasi asam yang mengalami ionisasi sama dengan konsentrasi ion H + atau (H3O+). Banyaknya asam lemah yang terioniasi bergantung pada konsentrasi awal. Hal ini  juga sesuai dengan asas Le Chatelier yaitu bila suatu asam diencerkan, mula-mula jumlah  partikel (molekul asam yang tidak terionisasi) volume akan menurun. Ketika pengenceran kesetimbangan bergeser dari asam yang tidak terionisasi ke H + dan basa konjugatnya untuk menghasilkan partikel ion sehingga nilai pH semakin naik. Jadi dapat dikatakan semakin  pekat (konsentrasi semakin besar) asam asetat menunjukan bahwa larutan tersebut semakin asam, dan semakin kecil konsentrasi asam asetat maka semakin kurang asam (semakin basa). Apabila dilihat dari pengukuran menggunakan pH meter ataupun secara manual dapat dilihat  bahwa ternyata semakin encer suatu larutan asam asetat tersebut maka pH yang dihasilkan  juga semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin encer suatu larutan asam asetat maka  jumlah air/komposisi air dalam hal ini pelarutnya (aquades) akan semakin bertambah sedangkan untuk zat terlarutnya yaitu asam asetat akan mengalami pengurangan konsentrasi

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

18

karena dengan penambahan zat pelarut tidak akan mengubah jumlah mol zat terlarut yang terdapat dalam larutan asam asetat sehingga pH nya akan mendekati pH air murni yaitu 6-7. Sehingga semakin kita mengencerkan asam asetat tersebut maka besarnya nilai pH akan mendekati pH air murni yaitu 6-7. Atau dapat dikatakan bahwa semakin besar konsentrasi asam larutan CH3COOH maka pH larutan tersebut akan mendekati pH asam kuat sebaliknya semakin kecil konsentrasi asam larutan CH3COOH maka nilai pH larutan tersebut akan mendekati pH larutan netral (pH = 7). Larutan asam asetat pada konsentrasi 10-1  M dan 10-2  M, pH hasil praktikum masing-masing yaitu 2,7 dan 3,5 sehingga hampir sesuai dengan pH secara teoritis asam lemah yaitu masing-masing pH nya 2,878 dan 3,378. Tetapi pada data hasil praktikum ada  beberapa pH yang didapatkan bedanya terlalu jauh dengan pH teoritis, yaitu mulai pada konsentrasi 10-3 M; 10-4 M; dan 10-6 M larutan asam asetat masing-masing pH nya antara lain dari hasil praktikum : 5,8; 6,0; dan 6,6 sedangkan pH teoritis asam lemah masing-masing yaitu: 3,878; 4,378; 5,378, sehingga beda pHnya terlalu agak jauh. Hal ini disebabkan mungkin karena kesalahan praktikan saat melarutkan larutan asam asetat dengan akuades saat  pengenceran kurang homogen dan kurang lama (tidak mencapai minimal 20 kali saat  pengocokan atau menggoyangkan labu ukur saat pengenceran), dan juga kemungkinan pH meter yang digunakan belum dikalibrasi sempurna dan pH meter yang digunakan hanya satu sehingga saat pengukuran pH secara bergantian dengan kelompok lain dan sudah digunakan  bolak-balik pencelupan pada pengukuran pH dengan pH meter.

G. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan: 1. Besar pH hasil praktikum larutan asam asetat pada konsentrasi 10 -1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; dan 10 -6 M masing-masing yaitu: 2,7 ; 3,5 ; 5,8 ; 6,0 ; dan 6,6 2. Besar pH hasil perhitungan larutan asam asetat pada konsentrasi 10 -1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; dan 10-6 M sebagai asam lemah masing-masing yaitu: 2,88 ; 3,4; 3,9; 4,4; dan 5,4. Sedangkan pH hasil perhitungan larutan asam asetat pada konsentrasi 10 -1 M; 10-2 M; 10-3 M; 10-4 M; dan 10 -6 M sebagai asam kuat masing-masing yaitu: 1; 2; 3; 4; dan 6. 3.  Nilai K a untuk masing-masing konsentrasi larutan 10 -1 > 10-2 > 10-3 > 10-4 > 10-6 adalah 4,04 x 10 -5; 1,03 x 10 -5; 2,5 x 10 -9; 1 x 10 -8 dan 8,5 x 10 -8 (4,04 x 10 -5; 1,03 x 10-5; 0,25 x 10 -8; 1 x 10 -8 dan 8,5 x 10 -8). Hal ini menunjukan bahwa semakin encer atau semakin kecil konsentrasi suatu larutan maka keasaman larutan tersebut juga

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

19

 berkurang, sebaliknya semakin besar konsentrasi larutan maka keasaman larutan tersebut semakin asam atau bertambah. 4. Dapat disimpulkan bahwa: semakin kecil konsentrasi larutan asam asetat (dari 10 -1 M; 10-2  M; 10-3  M; 10-4  M; sampai 10-6  M) pH nya semakin besar atau semakin mendekati netral (mendekati pH 7 pada konsentrasi larutan asam asetat yang semakin kecil)

H. REFERENSI

Chang, Raymond. 2005. General Chemisty : The Esensial Concept.  Alih Bahasa Achmadi S S, tahun 2005. Jakarta : Erlangga. Hari Sutrisno dan Amanatie. (2016).  Diktat Praktikum Kimia.  Yogyakarta: Pascasarjana UNY. Sugiyarto, Kristian H.(2004).  Kimia Anorganik I (JICA COMMON TEXTBOOK  Edisi Revisi). Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta Sugiyarto, Kristian H.(2012).  Dasar-dasar Kimia Anorganik Transisi. Yogyakarta: Graha Ilmu

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

20

LAMPIRAN GAMBAR PERCOBAAN 2 PENENTUAN pH ASAM ASETAT PADA BERBAGAI KONSENTRASI

Penentuan pH Asam Asetat pada berbagai Konsentrasi

21