Rangkuman Asam-Basa

Nama : Repiantika
Kelas : IIA
A. INDIKATOR-INDIKATOR ASAM-BASA
1. Teori Perilaku Indikator
Analis mendapat keuntungan dari perubahan pH yang besar yang terjadi dalam titrasi untuk menentukan saat kapan titik ekivalen dicapai. Ada banyak asam dan basa organik Iemah yang bentuk tak–terurainya dan bentuk ioniknya memiliki warna yang berbeda. Molekul tersebut bisa digunakan untuk menentukan kapan penambahan titran telah mencukupi, dan dinamakan indikator visual. Sebuah contoh sederhana adalah p-nitrofenol, yang merupakan asam lemah yang terurai sebagai berikut :




Bentuk tak–terurai p-nitrofenol tidak berwarna, tetapi anionnya, yang mempunyai suatu sistem pengubah ikatan tunggal dan Banda (sistem terkonjugat), berwarna kuning. Molekul-molekul (atau ion-ion) yang mempunyai sistem terkonjugat tersebut menyerap sinar berpanjang gelombang lebih panjang ketimbang molekul-molekul sebanding yang tidak ada sistem terkonjugatnya. Sinar yang diserap seringkali berada pada bagian tampak dari spectrum, sehingga molekul atau ion tersebut berwarna.
Indikator fenolftalein (di bawah) yang sudah dikenal merupakan asam diprotik tidak berwarna. Indikator ini terurai dahulu menjadi bentuk tidak berwarnanya












Na+ O3S N = N N (CH3)2 + H3O+

In, kuning H
Metil Oranye Na+ O3S N N = = N (CH3)2 + H2O

In merah muda

Dan kemudian dengan hilangnya proton kedua, menjadi ion dengan sistem ter¬konjugat; menghasilkan warna merah. Metil oranye, indikator Iainnya yang banyak digunakan, merupakan basa dan berwama kuning dalam bentuk molekul¬nva_ Penambahan proton menghasilkan kation yang berwarna merah muda.
2. Penentuan Rentang Perubahan Warna Suatu Indikator
Untuk mudahnya mari kita beri nama suatu indikator asam sebagai Hln, dan indikator basa sebagai ln. persamaan penguraiannya adalah
Hln + H2O H3O+ + ln-
ln + H2O InH+ + OH
tetapan penguraian dari asam adalah
Ka = [H3O+] [In-]
[Hln]
Dalam bentuk logaritmanya, ini menjadi
PH = PKa – log
Tabel 1. Rasio Bentuk Warna dari Indikator pada Berbagai Nilai pH
pH LARUTAN RASIO
[Hln]/[In] WARNA
1
2
3
4
5
6
7
8 10.000 : 1
1000 : 1
100 : 1
10 : 1
1 : 1
1 : 10
1 : 100
1 : 1000 Merah
Merah
Merah
Merah
Oranye Rentang
Kuning
Kuning
Kuning

Perubahan pH minimum yang dibutuhkan untuk perubahan warna ini diacu sebagai rentang indikator. Dalam contoh kita, rentangnya adalah dari 4 sampai 6. Pada nilai pH menengah, warna yang ditunjukkan oleh indikator bukan merah maupun kuning tetapi mendekati oranye. Pada pH 5, yakni : pKa, dari Hln, kedua bentuk yang berwarna tersebut memiliki konsentrasi yang sama; artinya, separuh ternetralkan. Seringkali, orang mendengar pernyataan seperti. "Sebuah indikator yang berubah warna pada pH 5 telah digunakan." ini berarti bahwa pKa, dari indikator adalah 5, dan rentangnya kira-kira dari pH 4 sampai 6.
Tabel mendaftarkan beberapa indikator asam-basa bersama dengan perkiraan rentang mereka. Perhatikan bahwa rentang tersebut secara kasar adalah antara I hingga 2 satuan pH, sesuai dengan asumsi yang kita buat di atas. Sebenarnya, rentangnya bisa tidak simetris pada pK indikator, karena mungkin diperlukan rasio yang lebih tinggi bagi pengamat untuk tnelihat bentuk yang satu ketimbang yang diperlukan untuk melihat yang lain.
3. Pemilihan Indikator yang Sesuai
Dalam titrasi asam lemah, pilihan indikatornya jauh lebih terbatas. Kita harus memilih indikator yang berubah warna di sekitar titik ekivalen dari titrasi. Untuk asam lemah, PH pada titik ekivalen diatas 7, dan fenolftalein merupakan indikator yang lazim digunakan. Untuk basa lemah, yang memiliki PH dibawah 7, indikatot yang sering digunakan metil merah atau oranye (4,2 sampai 6,2) atau metil oranye. Untuk asam dan basa kuat, indikator yang sesuai adalah metil merah, bromtimol biru, dan fenolftalein.
4. Indikator Galat
Ada sedikitnya dua sumber kesalahan dalam penentuan titik akhir suatu titrasi yang menggunakan indikator visual. Satu terjadi ketika indikator yang dipakai tiak berubah warna pada PH yang tepat. Alat kedua terjadi dalam kasus asam (atau basa) lemah dimana kemiringan kurva titrasi tidak besar sehingga perubahan warna tersebut pada titik akhir tidak tajam.




B. KELAYAKAN TITRASI ASAM-BASA
Reaksinya harus sempurna pada titik ekivalen. Derajat kesempurnaan reaksi menentukan ukuran dan ketajaman bagian vertical dari kurva titrasi. Semakin besar tetapan kesetimbangan, semakin sempurna reaksinya, semakin besar perubahan PH dekat titik ekivalen, dan semakin mudah untuk menempatkan titik ekivalen dengan presisi yang bagus.
H3¬O + OH- 2H2O K = 1/Kw = 1,0 x 1014
1. Besarnya Tahapan Kesetimbangan
Sebanyak 50,0 mL HA 0,10 M dititrasi dengan basa kuat 0,10 M. (a) Hitung nilai K minimum agar bila 49.95 mL titran ditambahkan, reaksi antara HA dan OH- pada dasarnya sempuma dan pH berubah 2,00 satuan pada penambahan dua tetes lagi (0,10 mL) titran. (b) Ulangi perhitungan untuk ∆pH = 1,00 satuan.
(a) pH 0,05 mL di luar titik ekivalen dapat dihitung sebagai berikut:
[OH-] = 0,05 x 0,10 = 5 x 10-5
100,05
pOH = 4,30
pH = 9,70
Jika ∆pH sama dengan 2,00 satuan, pH 0,05 mL sebelum titik ekivalen harus sebesar 7.70. Pada titik ini jika reaksi sempurna, kita hanya memiliki 0,005 mmol HA yang tidak bereaksi. Sehingga
pH = pKa + log
7,70 = pKa + log
pKa = 4,70
Ka = 2,0 x 105
K = = = 2,0 x 109
(b) Jika ∆pH = 1,00; maka
8,70 = pKa + log
pKa = 5,70
Ka = 2,0 x 10-6
K = 2,0 x 108

2. Pengaruh Konsentrasi
a. Semakin kecil nilai Ka, semakin tinggi pH pada titik ekivalen dan semakin kecil ∆PH.
b. Meningkatnya banyak HA yang dititrasi dalam volume awal yang sama akan menurunkan ∆PH. Namun bertambahnya HA, ini akan meningkatkan volume titran yang dibutuhkan, mengubah galat tertentu dalam menentukan titik akhir menjadi galat relatif yang lebih kecil.
Jika jumlah HA yang sama dititrasi tetapi awal dikurangi, ∆PH meningkat. Ini disebabkan terutama oleh fakta bahwa titran yang berlebih berada dalam volume yang lebih kecil.
c. Meningkatnya konsentrasi titran meningkatkan ∆PH. ini menurunkan volume titran yang dibutuhkan, sehingga membuat galat tertentu menjadi galat relatif yang lebih besar.



















Metode Analisis Titrimetrik
A. Reaksi yang Dipergunakan Untuk Titrasi
1. Asam basa. Ada sejumlah besar asam basa yang dapat ditentukan oleh titrimetrik.
2. Oksidasi-reduksi. Reaksi kimia yang melibatkan oksidasi-reduksi dipergunakan secara luas dalm analisis titrimetrik.
3. Pengendapan. Pengendapan dari kation perak dengan anion halogen dipergunakan secara luas dalam prosedur titrimetrik.
4. Pembentukan kompleks. Contoh dari reaksi dimana terbentuk suatu kompleks stabil antara ion perak dan sianida

B. Molaritas
System konsentrasi ini berdasarkan pada volume dan dapat dipergunakan secara nyaman dalam prosedur laboratorium dimana volume dari larutan adalah kuantitas yang diukur. Hal ini didefinisikan sebagai berikut :
Molaritas = Jumlah mol per liter larutan
Atau

dimana M adalah molaritas, n adalah jumlah mol dalam larutan, dan V adalah volume dari larutan dalam liter karena.

dimana g adalah gram dari zat terlarut dan BM adalah molekul larutan, menghasilkan

persamaan ini dapat dipecahkan untuk gram dari zat terlarut, yang menghasilkan

C. Perhitungan Stoikiometrik
Standar primer harus mempunyai karakteristik sebagai berikut:
1. Harus tersedia dalam bentuk murni, atau dalam suatu tingkat kemurnian yang diketahui, pada suatu tingkat biaya yang logis. Secara umum, jumlah total dari pengotor tidak boleh melebihi 0,01 sampai 0,02%, dan harus dilakukan tes untuk mendeteksi kuantitas pengotor-pengotor tersebut melalui tes kualitatif dengan sensitivitas yang diketahui.
2. Subtansi tersebut harus stabil. Harus mudah dikeringkan dan tidak terlalu higroskopis sehingga tidak banyak menyerap air selama penimbangan. Subtansi tersebut seharusnya tidak kehilangan berat bila terpapar udara. Garam hidrat biasanya tidak dipergunakan sebagai standar primer.
3. Yang diinginkan adalah standar primer tersebut mempunyai berat ekuivalen yang cukup tinggi agar dapat meminimalisasi konsekuensi galat pada saat penimbangan.
Sebuah sampel natrium karbonat, Na2CO3 dengan berat 0,3542 g dilarutkan dalam air dan titrasi dengan sebuah larutan asam klorida. Volume sebesar 30,23 mL diperlukan untuk mencapai titk akhir metil oranye, dan reaksinya adalah :
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
Hitung molaritas dari asam tersebut
Pada titik ekivalen
mmol HCl = 2 X mmol Na2CO3
VHCl X MHCl = 2 X
30,23 X MHCl = 2 X
MHCl = 0,2211 mmol/mL



D. Berat Ekivalen Dan Sistem Normalitas Konsentrasi
Berat gram-ekivalen (yang biasa disingkat berat ekivalen, BE) dari sebuah asam atau basa didefinisikan sebagai berat yang diperlukan dalam gram untuk melengkapi atau bereaksi dengan 1 mol H+ (1,008 g). BE dari subtansi tersebut dinamakan ekivalen (eq), sama seperti BE yang dinamakan mol. Satu milliekuivalen (meq) adalah seperseribu dari ekivalen, atau
1000 meq = 1cq
Jika n adalah jumlah mol H+ yang dilengkapi oleh 1 mol asam. Atau yang direaksikan dengan 1 mol basa, hubungan antara berat molekul dan berat ekivalen adalah
BE =
Untuk HCl dan NaOH. n = 1 dan BM dan BE adalah sama. Untuk H2SO4 dan Ca(OH)2, n = 2 dan BE adalah setengah BM.
Dari definisi berat ekivalen jelas terlihat bahwa satu ekivalen dari sembarang asam bereaksi dengan satu ekivalen dari sembarang basa. Pada Ept titrasi reaksinya adalah
aA + tT → produk
Ekivalen analit = ekivalen titran
Selalu benar. Istilah mol dalam hubungan matematis pada EPt selalu
t X mol analit = a X mol titran
untuk reaksi (2) di atas akan menjadi
2 X mol H2SO4 = mol NaOH