ASIDI-ALKALIMETRI

TUJUAN

Memahami reaksi asidi-alkalimetri

DASAR TEORI

Volumetri adalah cara analisis jumlah berdasarkan pengukuran volume larutan

pereaksi berkepekatan tertentu yang direaksikan dengan larutan contoh yang sedang

ditetapkan kadarnya. Reaksi dijalankan dengan titrasi, yaitu suatu larutan ditambahkan dari

buret sedikit demi sedikit, sampai jumlah zat-zat yang direaksikan tepat menjadi akivalen

satu sama lain. Larutan yang ditambahkan dari buret disebut titran, sedangkan larutan yang

ditambah titran itu disebut titrat (Harjadi, 1987).

Asidi Alkalimetri adalah suatu analisis titrimetri yang melibatkan titrasi asam-basa

yang terbentuk karena hidrolisis garam yang berasal dari asam lemah (basa bebas) dengan

suatu asam standar (asidimetri) dan titrasi asam yang terbentuk dari hidrolisis garam yang

berasal dari basa lemah (asam bebas) dengan suatu basa standar (alkalimetri).

Bersenyawanya ion hydrogen dan ion hidroksida akan membentuk air sebagai hasil akhir

dari reaksi ini (Basset,1994).

Proses di mana konsentrasi larutan ditentukan secara akurat dinamakan standarisasi.

Ada dua macam larutan standar, yakni standar primer dan sekunder. Larutan standar primer

adalah suatu zat yang tersedia dalam bentuk murni atau keadaan dengan kemurnian yang

diketahui, yang digunakan untuk menstandarkan suatu larutan, contohnya KHCHO,

HSONH, dan KH(IO). Sementara itu, larutan standar sekunder adalah larutan yang harus

distandarisasi dahulu sebelum digunakan, misalnya KMnO, NaSO, dan KCrO (Harjadi,

1987).

Natrium adalah logam putih-perak yang lunak, yang melebur pada 97,5C. Natrium

teroksidasi dengan cepat dalam udara lembab, maka harus disimpan terendam seluruhnya

dalam pelarut nafta atau stilena. Logam ini bereaksi keras dengan air, membentuk natrium

hidroksida dan hidrogen: (Svehla, 1979)

Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium

hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida

basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin

yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air (Greenwood, 1997).

NaCO memiliki nama resmi natrii carbonas, sedangkan nama lainnya yaitu natrium

karbonat dengan berat molekul 124. Senyawa ini hablur tidak berwarna atau serbuk hablur

putih. Kelarutannya dalam air yakni tidak mudah larut dalam air, melainkan mudah larut

dalam air mendidih. Senyawa NaCO biasanya disimpan dalam wadah yang tertutup,

sedangkan untuk menggunaannya biasanya sebagai bahan tambahan (pelengkap bahan

utama) (Ditjen POM, 1979)

Soda api NaOH merupakan alkali terpenting dalam industri yang digunakan dalam

berbagai tujuan termasuk dalam pembuatan senyawa anorganik dan organik, pembuatan

kertas, penetralan, dan pembuatan alumina dan sabun. Sementara itu, soda abu NaCO

biasa digunakan saling bertukaran dengan NaOH dalam beberapa aplikasi, seperti

pembuatan kertas, sabun, dan detergen. Dalam jumlah besar juga digunakan dalam

pembuatan gelas, fosfat, silikat, dan pembersihan serta penghilangan polusi SO dari

cerobong asap pembakaran bahan bakar (Mido, 1994).

Ion-ion amonium diturunkan dari amonia (NH) dan ion hidrogen H. Ciri-ciri khas ion

ini adalah serupa dengan ciri-ciri khas ion logam alkali. Garam-garam amonium umumnya

adalah senyawa-senyawa yang larut dalam air dengan membentuk larutan yang tak

berwarna (kecuali bila anionnya berwarna). Dengan pemanasan, garam amonium terurai

menjadi amonia dan asam yang sesuai. Kecuali jika asamnya tak mudah menguap, garam

amonium dapat dihilangkan secara kuantitatif dari campuran kering dengan memanaskan

(Svehla, 1979).

METODE PERCOBAAN

ALAT

Alat-alat yang diperlukan dalam percobaan ini meliputi buret, erlenmeyer,

gelas ukur, gelas piala, pemanas (kompor listrik), pipet ukur, pipet tetes, dan

propipet.

BAHAN

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini meliputi larutan boraks,

larutan HCl 0,1 N, campuran larutan NaOH dan NaCO, larutan sampel garam

amonium, larutan NaOH 0,1 M, akuades, indikator PP, dan indikator metil orange

(MO).

CARA KERJA

Standarisasi larutan HCl

Diambil

Penetapan campuran NaOH dan NaCO

Menentukan amonia di dalam garam amonium

Diambil 25 ml larutan sampel garam ammonium dan ditambahkan 10

ml larutan standar NaOH 0,1 M. Setelah campuran didihkan, ditambahkan

indikator MO dan dititrasi dengan larutan HCl 0,1 M. Titrasi diulangi sebanyak

3 kali.

HASIL PENELITIAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh hasil penelitian sebagai

berikut.

Percobaan standarisasi larutan HCl

Titrasi ke- Volume larutan standar yang diperlukan

1.

2.

3.

4,1 ml

3,3 ml

3,4 ml

Percobaan penetapan campuran NaOH dan NaCO

Titrasi saat menggunakan indikator PP

Titrasi ke- Volume larutan standar yang diperlukan

1.

2.

3.

19 ml

18,3 ml

18 ml

Titrasi saat menggunakan indikator MO

Titrasi ke- Volume larutan standar yang diperlukan

1.

2.

3.

9,9 ml

9,9 ml

10,6 ml

Percobaan menentukan amonia di dalam garam amonium

Titrasi ke- Volume larutan standar yang diperlukan

1.

2.

3.

4,7 ml

4,6 ml

3 ml

PEMBAHASAN

Metode titrimeti merupakan suatu metode analisis kuantitatif di mana dengan

mereaksi suatu larutan yang telah diketahui konsentrasinya ke dalam larutan yang ingin

diketahui konsentrasinya. Pada percobaan ini lebih digunakan metode titrimeti untuk

asidimetri. Hal ini dikarenakan larutan standar yang digunakan dalam percobaan ini yaitu

larutan HCl, di mana HCl bersifat asam. Telah diketahui bahwa proses titrasi yang

menggunakan larutan standar berupa asam dikenal sebagai asidimetri.

Pada percobaan pertama yakni percobaan standarisasi HCl. Larutan HCl inilah yang

nantinya akan digunakan sebagai titran dalam percobaan-percobaan selanjutnya. Akan

tetapi, larutan HCl harus distandarisasikan terlebih dahulu. HCl harus distandardisasi karena

larutan ini mudah menguap dan mudah bereaksi dengan senyawa lain di udara. Dengan kata

lain larutan HCl bersifat higrokopis, menyerap uap air, dan menyerap CO2 pada waktu

proses penimbangannya, sehingga konsentrasinya dapat berubah degan cepat. Oleh karena

itu, larutan HCl merupakan contoh dari larutan standar sekunder. Larutan standar sekunder

merupakan larutan standar yang tidak dapat dibuat dan ditentukan konsentrasinya hanya

dengan melarutkan padatannya dalam sebuah pelarut dikarenakan sifatnya yang mudah

bereaksi dengan senyawa lain di udara, sehingga setiap kali ingin digunakan dalam proses

titrasi maka harus distandarisasi terlebih dahulu. Pada larutan standar sekunder,

konsentrasi pasti ditentukan dengan menitrasi larutan asam tersebut dengan suatu titran

tertentu (titran harus berupa larutan standar primer) yang sudah diketahui konsentrasi

pastinya. Pada percobaan ini, larutan HCl akan distandarisasi menggunakan larutan boraks.

Boraks digunakan dalam standarisasi larutan HCl karena sifatnya yang mudah

diperoleh dalam keadaan murni, cukup stabil, mudah dikeringkan, dan memiliki berat

ekuivalen yang tinggi (dapat mengurangi konsekuensi akibat kesalahan dalam

penimbangan). Boraks yang akan digunakan harus dilarutkan terlebih dahulu. Hal ini

dikarenakan boraks berbentuk kristal sehingga tidak bisa dititrasi secara langsung. Reaksi

yang terjadi pada saat pelarutan boraks dengan air adalah sebagai berikut.

NaBO + 2HO 2NaOH + HBO

Standarisasi HCl dengan menggunakan NaBO ini disebut metode acidimetri, di

mana menggunakan larutan asam sebagai titrannya. Indikator yang digunakan pada

percobaan ini yakni metil orange. Indikator metil orange ini memilike range pH dari 3,1

sampai 4,4. Warna larutan akan berubah menjadi warna merah pada pH dibawah 3.1 dan

menjadi warna kuning pada pH diatas 4.4 jadi warna transisinya adalah orange. Indikator ini

biasa digunakan dalam analisis larutan yang bersifat basa. Jingga metil adalah salah satu

indikator yang banyak digunakan dalam titrasi.

Pada larutan yang bersifat basa, jingga metil berwarna kuning dan strukturnya

adalah:

Larutan boraks dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan indikator metil

orange 2 tetes. Larutan ini kemudian dititrasi dengan HCl. Semula larutan boraks bersifat

basa, namun ketika dititrasi dengan larutan HCl akan berangsur-angsur menjadi asam yang

mana ditandai dengan turunnya nilai pH. Penambahan larutan HCl akan menyebabkan ion

hidrogen tertarik pada salah satu ion nitrogen pada ikatan rangkap nitrogen-nitrogen untuk

memberikan struktur yang dapat dituliskan seperti berikut ini:

Kesetimbangan terjadi saat warna larutan boraks berubah dari yang semula

berwarna kuning menjadi merah keorangean. Di mana pada saat itu terjadi jumlah mol ion

H+ yang ditambahkan ke larutan sama dengan jumlah mol ion OH- yang semula ada.

Reaksi yang terjadi saat penambahan larutan HCl ke dalam larutan boraks adalah

sebagai berikut.

NaBO.10 HO + 2 HCl 2NaCl + 4HBO + 5 HO

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh volume larutan HCl yang digunakan dalam

proses titrasi dengan larutan boraks dalam 3 kali perulangan yakni 4,1 ml, 3,3 ml, dan 3,4

ml. Apabila volume tersebut dirata-rata diperoleh hasil volume rata-rata titrasi yaitu 3,6 ml.

Hasil volume ini yang digunakan untuk menghitung nilai normalitas larutan HCl. Berdasarkan

hasil perhitungan diperoleh nilai normalitas larutan HCl yakni 0,0927 N.

Pada percobaan kedua yaitu penetepan campuran NaOH dan NaCO. Percobaan ini

dilakukan dengan menitrasi larutan tersebut dengan larutan HCl 0,1 N. Percobaan ini

terdapat dua kali titrasi. Di mana pada dua kali titrasi ini akan menggunakan dua indikator

yang berbeda (indikator campuran), yaitu indikator PP dan MO (metil orange). Indikator

campuran adalah dua indikator yang berbeda range pHnya lalu dicampurkan, di mana pada

indikator PP memiliki range pH antara 8,2-10 sementara pada indikator MO memiliki range

pH antara 3,1-4,4. Alasan digunakannya dua indikator ini yakni karena larutan yang akan

ditentukan yakni dalam bentuk campuran, sehingga dapat menentukan konsentrasi

komponen-komponen dalam campuran. Selain itu, juga dapat memperkecil kesalahan titrasi

dan dapat memperpendek range pH.

Pada waktu titrasi pertama penetapan campuran NaOH dan NaCO dipakai indikator

PP. Penggunaan indikator PP ini dikarenakan NaOH dan NaCO mempunyai pH diatas 7,

sedangkan diketahui bahwa indikator PP memiliki rentang pH antara 8,3 sampai 10,0.

Sehingga dengan indikator tersebut dapat mengidentifikasi perubahan pH pada larutan

campuran tersebut.

Larutan HCl 0,1 N digunakan sebagai larutan standar dalam percobaan ini. Warna

awal larutan setelah ditambahkan indikator PP dan sebelum dititrasi yakni merah muda.

Warna ini karena kondisi campuran larutan sebelumnya yakni dalam kondisi basa. Dengan

adanya penambahan larutan asam HCl, perlahan kondisi larutan akan mengalami penurunan

pH, di mana ditandai dengan perubahan warna menjadi bening. Kondisi inilah yang disebut

ekivalen. Namun, titrasi harus dihentikan pada waktu sesaat sebelum warna jadi bening hal

ini untuk menghindari kelebihan volume titran yang digunakan.

Pada proses titrasi kedua, digunakan indikator metil orange (MO). Indikator ini

memiliki rentang pH antara 3,1 sampai 4,4. Penggunakan indikator MO ini karena pada

reaksi yang ke 2 terjadi penurunan pH, sehingga pH lebih kecil dari 7, sehingga MO cocok

dipakai sebagai indikator pada reaksi yang ke II. Warna awal larutan saat telah ditambahkan

MO dan sebelum dititrasi dengan HCl 0,1 N yaitu kuning. Penambahan larutan HCl akan

menyebabkan kenaikan pH, sehingga warna larutan akan berubah menjadi orange.

Reaksi keseluruhan pada penetapan campuran NaOH dan Na2CO3 adalah sebagai

berikut.

i.

ii.

Pada titik ekivalen I NaOH akan bereaksi sempurna dengan HCl membentuk NaCl dan

HO. Sementara itu, NaCO akan melepaskan satu ion Na dan diganti kedudukannya

dengan atom H dari HCl dan membentuk NaHCO. Setelah itu, reaksi berlanjut dengan

melepaskan Na dari NaHCO kemudian digantikan kedudukannya dengan kelebihan HCl

sehingga terbentuk HO, CO, dan NaCl.

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh volume HCl yang diperlukan untuk mencapai

titik ekivalen pada titrasi pertama yaitu 19 ml, 18,3 ml, dan 18 ml. Sementara itu, volume

HCl yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen pada titrasi kedua yaitu 9,9 ml, 9,9 ml,

dan 10,6 ml. Dengan hasil volume tersebut, maka dapat diketahui massa NaOH dan massa

NaCO dalam campuran tersebut. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh hasil bahwa

massa NaOH dalam campuran yitu 33,198 ml, sedangkan massa NaCO dalam campuran

yaitu 214,734 mg.

Percobaan terakhir yakni menentukan amonia di dalam garam amonuim. Sama

dengan percobaan sebelumnya, pada percobaan ini juga menggunakan larutan HCl 0,1 N

sebagai larutan standarnya.

Percobaan ini dilakukan dengan mencampurnkan sampel garam ammonium dengan

larutan NaOH 0,1 M. Larutan ini kemudian dididihkan. Tujuan dari mendidihkan campuran

larutan ini yaitu untuk menguapkan ammonia.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

Titrasi baru dilakukan sesudah larutan mendidih dan bau ammonia hilang. Sehingga

setelah larutan mendidih perlu didiamkan beberapa saat dahulu ( 5 menitan). Pada

percobaan ini digunakan indikator MO, sehingga warna larutan sebelum dititrasi yakni

kuning. Titrasi baru dihentikan ketika terjadi perubahan menjadi orange (jingga).

Pada saat melakukan percobaan ini, diusahakan rentang waktu antara titrasi tidak

terlalu lama. Hal ini dikarenakan larutan sebelumnya didihkan harus didiamkan dahulu.

Pendiaman ini akan menyebabkan penurunan suhu. Apabila saat dilakukan titrasi terdapat

perbedaan suhu yang mencolok antara titrasi pertama dan seterusnya, maka akan

menyebabkan pengaruh yang cukup besar terhadap hasil. Hal ini karena ketika titrasi

dilakukan pada waktu larutan masih panas volume titran yang diperlukan lebih sedikit

sedangkan ketika titrasi dilakukan pada keadaan yang lebih dingin volume titran yang

dipakai lebih banyak. Kejadian ini dapat disebabkan karena adanya faktor panas/suhu.

Seperti yang telah diketahui bahwa kecepatan/laju reaksi dipengaruhi oleh suhu, sehingga

reaksi akan berjalan lebih cepat saat suhu tinggi demikian sebaliknya.

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh volume larutan HCl yang diperlukan untuk

mencapai titik ekivalen yakni 4,7 ml, 4,6 ml, dan 3 ml. Dengan hasil volume tersebut dapat

digunakan untuk menghitung massa amonia yang terkandung dalam sampel garam

ammonium. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh massa amonia yaitu 10,048 mg.

Setiap percobaan titrasi dilakukan sebanyak 3 kali. Percobaan yang di lakukan 3 kali

ini bertujuan agar diketahui hasil titrasi yang relatif dekat dengan hasil volume yang

dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalennya (lebih akurat).

KESIMPULAN

Reaksi asidi alkalimetri merupakan metode analisis titrimetri yang melibatkan titrasi asam

basa, di mana asidimetri menggunakan larutan asam sebagai larutan standarnya sedangkan

alkalimetri menggunakan larutan basa sebagai larutan standarnya.

DAFTAR PUSTAKA

Basset, J., 1994, Teknik Analisis Kuantitatif, Erlangga, Jakarta.

Ditjen POM, 1979, Farmakope Indonesia Edisi III, Depkes RI, Jakarta.

Greenwood, N. N., 1997, Chemistry Of The Elements, Edisi Kedia, Butterworth-Heinemann,

Oxford.

Harjadi, W., 1987, Ilmu Kimia Analitik Dasar, PT Gramedia, Jakarta.

Mido, Y., 1994, Chemistry Of S-Block Elements, Edisi Kedua, Discovery Publishing House,

New Delhi.

Svehla, G., 1979, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, PT Kalman

Media Pustaka, Jakarta.