Abstrak
Telah dilakukan percobaan dengan judul Reaksi Asam Basa : Asam Polikromatik. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengenal komponen ion polkromatik karbonat dan bikarbonat dalam larutan, serta mampu menentukan banyaknya komponen ion polikromatik karbonat dan bikarbonat dalam larutan. Prinsip dasar dari percobaan ini yaitu prinsip hasil kali kelarutan (Ksp) dan reaksi asam basa serta reaksi netralisasi. Sedangkan metode yang digunakan yaitu metode reaksi pengendapan dan metode titrasi asidimetri. Reaksi pengendapan adalah reaksi yang sangat berkaitan dengan hasil kali kelarutan (Ksp). Titrasi asidimetri adalah penentuan kadar basa dalam suatu larutan dengan larutan asam yang telah diketahui konsentrasinya sebagai titran. Hasil dari percobaan ini adalah pada reaksi cuplikan (Na2CO3) dengan CaCl2 menghasilkan endapan CaCO3 yang mengandung ion karbonat dan ion bikarbonat, adapun banyaknya ion karbonat pada Na2CO3 yaitu sebesar 1920 mg/liter, sedangkan ion bikarbonatnya sebesar 299,25 mg/liter.
Percobaan 6
Reaksi Asam-Basa : Asam Ploikromatik
I. TUJUAN PERCOBAAN
Mengenal ion polikromatik karbonat dan bikarbonat dalam larutan
Mampu menentukan banyaknya komponen ion polikromatik karbonat dan bikarbonat dalam larutan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Teori Asam Basa
Teori asam basa Arrhenius
Arhenius menyatakan bahwa asam basa mempunyai sifat-sifat tertentu yang dapat mempermudah untuk mengenalnya. Bersifat asam jika zat itu bereaksi dengan air sehingga melepas ion H+ dan bersifat basa jika zat tersebut bereaksi denga air membentuk ion OH-
(Brady, 1999)
Teori asam basa Brownsted Lowry
Menurut konsep Brownsted Lowry mengenai asam dan basa, asam adalah zat yang dapat memberikan ion hidrogen yang bermuatan positif atau proton (H+) Contohnya HCl dan HNO3. sedangkan basa didefinisikan sebagai suatu zat yang dapat menerima proton (H+), contohnya OH- dan NH3
(Fessenden, 1986)
Teori asam basa Lewis
Meskipun banyak reaksi asam basa mencakup perpindahan proton dari asam ke basa, beberapa reaksi asam basa tidak mencakup perpindahan proton. Dengan alasan ini, telah dikembangkan konsep Lewis yang lebih umum mengenai asam dan basa. Asam lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron. Sedangkan basa Lewis adalah zat yang dapat memberikan sepasang elektron.
(Fessenden, 1986)
Asam Poliprotik
Salah satu contoh asam poliprotik adalah asam karbonat dengan dua anion yaitu ion karbonat dan ion bikarbonat. Kedua anion tersebut sering berada bersama-sama dalam larutan. Keberadaannya dapat dibuktikan secara kualitatif dan kuantitatif. Ion karbonat dan bikarbonat mempunyai ciri-ciri tersendiri misalnya dengan indikator PP, larutan yang mengandung ion karbonat akan berwarna merah muda, sedangkan larutan yang mengandung ion bikarbonat akan menjadi jernih. Asam karbonat bersifat tidak stabil dan mudah terurai menjadi air dan CO2
H2CO3 (aq) → H2O(l) + CO2(g)
Asam yang ditambahkan ke suatu larutan karbonat seperti Na2CO3 cuplikan karbonat yang mudah larut atau ke dalam larutan karbonat yang sukar larut seperti CaCO3 akan dibebaskan CO2 tersebut sangat kecil. Jika reaksinya merupakan zat yang kelarutannya cukup besar, konsentrasi dari ion-ionnya harus besar agar tercapai tingkat lewat jenuh dari garam tersebut.
(Brady, 1999)
Titrasi Asidimetri
Asidimetri adalah penentuan kadar basa dalam suatu larutan dengan larutan asam yang telah diketahui konsentrasinya sebagai titran. Syarat-syarat titrasi dapat dipakai sebagai dasar titran:
1. Reaksi harus berlangsung cepat. Kadang-kadang reaksi dipercepat dengan pemanasan atau penambahan katalis yang tepat
2. Reaksi harus stoikiometri dan tidak terjadi reaksi samping
3. Salah satu sifat dan system yang bereaksi harus mengalami perubahan yang besar
4. Harus ada indikator yang digunakan untuk menunjukkan perubahan tersebut
Dalam asidimetri berlaku ketentuan titik ekuivalen yaitu dimana jumlah gram ekuivalen asam sama dengan jumlah gram ekuivalen basa. Dalam hal ini, 1 grek sebading dengan mol yang dibutuhkan/dilepaskan dalam reaksi. Jika hubungan antara grek dengan mol bergantung pada reaksi, misalnya :
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + CO3
Na2CO3 manangkap 2 mol H+ untuk menjadi NaCl, maka 1 mol NaCO32- 2 grek.
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl
Na2CO3 menangkap 1 mol H+ maka 1 mol NHCO32- 7 grek
Titrasi asidimetri menggunakan dasar reaksi netralisasi. Oleh karena itu reaksi dapat digolongkan menjadi :
1. Reaksi antara asam kuat dengan basa kuat
2. Reaksi antara asam kuat dengan basa lemah
3. Reaksi antara asam lemah dengan basa kuat
4. Reaksi antara asam kuat dengan garam dari asam lemah
5. Reaksi antara basa kuat dengan garam dari asam lemah
(Underwood, 1994)
Ion Karbonat
Ion karbonat merupakan ion berbentuk planar berisi kation yang berkaitan dalam tiga atom oksigen pada sudut segitiga sama sisi.
Struktur ion karbonat:
Ion karbonat dapat dibuat dengan mereaksikan 1 mol CO2 dengan 2 mol NaOH, dengan reaksi:
CO2 + OH- -> CO32- + H2O
Kelarutan semua karbonat netral atau normal, kecuali karbonat dari logam alkali serta amonium tidak larut dalam air.
(Vogel, 1995)
Ion Bikarbonat
Ion bikarbonat dapat dibentuk/dibuat dengan mereaksikan karbonat bikarbonat dengan kalsium. Mereka terbentuk karena reaksi asam karbonat yang berlebihan terhadap karbonat normal, baik dalam larutan air atau suspensi dan terurai pada pendidihan larutan.
Reaksi:
CaCO3 + H2O -> Ca2+ + 2HCO3-
2.5.1 Reaksi bikarbonat dengan MgSO4
Penambahan MgSO4 ke larutan bikarbonat yang dingin tidak menimbulkan endapan, sedangkan endapan putih kalsium karbonat terbentuk dengan karbonat normal.
2.5.2 Uji terhadap bikarbonat
Dengan adanya karbonat normal yaitu dengan menambahkan kalsium klorida yang berlebih pada suatu campuran karbonat. Bikarbonat diendapkan secara kuantitatif.
Dengan menyaring larutannya dengan tepat, ion-ion bikarbonat lolos kedalam filtrat. Setelah penambahan amina pada filtrat, maka akan terbentuk endapan.
Indikator Asam – Basa
Indikator adalah pasangan asam-basa konjugasi yang terdapat dalam konsentrasi molar kecil sehingga tidak mempengaruhi pH larutan keseluruhan. Disamping itu, bentuk asam dan bentuk basanya mempunyai warna yang berbeda yang disebabkan oleh resonansi isomer elektron.
(Rosenberg, 1989)
Berbagai indikator mempunyai tetapan ionisasi yang berbeda, hal ini akan menyebabkan perubahan warna pada proyek pH yang beda. Macam-macam indikator asam-basa :
2.6.1 Indikator PP (fenolftalein)
Merupakan indikator dari golongan ftalein yang banyak digunakan dalam pelaksanaan pemeriksaan kimia. Indikator PP merupakan senyawa hablur putih yang mempunyai kerangka faktor sukar larut dalam air tetapi dapat berinteraksi dengan air sehingga cincinnya terbuka dan membentuk asam yang berwarna merah dalam keadaan basa.
2.6.2 Indikator Ftalein
Dibuat dengan kondensasi anhidrat ftalein dengan phenol yaitu PP pada pH 8-9,8 berubah warna menjadi merah.
2.6.3 Indikator Sulfoftalein
Dibuat dari kondensasi anhidrat ftalein dengan sulforat. Yang termasuk didalamnya yaitu thymol blue, m-eresol purple, denofenolred.
2.6.4 Metil Orange
Berwarna orange kemerahan, dalam larutan asam dengan pH kurang dari 3,1. dalam larutan basa dengan pH di atas 4,4. zat ini berwarna kuning. Dalam larutan asam, metil orange terdapat sebagai hibrida resonansi dari suatu struktur terprotonkan. Hibrida resonansi ini berwarna orange kemerahan. Nitrogen tidak bersifat basa kuat dan gugus terprotonkan melepaskan ion hidrogen pada pH sekitar 4,4. kehilangan proton ini mengubah struktur elektronik senyawa tersebut yang melibatkan perubahan warna dari orange kemerahan menjadi kuning.
(Fessenden, 1986)
Beberapa indikator asam-basa
|
Indikator
|
Perubahan warna
|
Rentang pH
|
|
Metil orange
Metil merah
Lakmus
Metil ungu
Fenolftalein
|
Merah ke kuning
Merah ke kuning
Merah ke biru
Ungu ke hijau
Tidak berwarna ke merah
|
3,1 - 4,4
4,2 - 6,2
5,0 - 8,0
4,8 - 5,4
8,0 - 9,6
|
(Underwood, 1999)
Titrasi
Pengertian Titrasi
Suatu metode penentuan banyaknya suatu larutan dengan konsentrasi yang diketahui dan diperlukan untuk bereaksi secara lengkap dengan sejumlah contoh tertentu yang akan dianalisis. Dalam analisis larutan asam-basa, titrasi melibatkan pengurangan yang seksama volume suatu asam dan basa yang tepat saling menetralkan.
(Keenan, 1990)
Titrasi Karbonat
Ketika CO2 diabsorbsi oleh sebuah larutan standar NaOH normalitas dari larutan akan terpengaruh jika indikator fenolftalein digunakan. Diutarakan juga bahwa campuran dari karbonat dan hidroksida, atau karbonat, dapat ditentukan melalui titrasi dengan menggunakan indikator fenolftalein dan metil orange.
pKa asam karbonat yang pertama adalah 6,34 dan yang kedua adalah 10,36, sehingga perbedaannya adalah 4,02 satuan. Biasanya ion karbonat dititrasi sebagai basa dengan sebuah titran asam kuat, dimana dalam kasus ini jelas didapat:
Fenolftalein dengan skala pH 3,0 sampai 9,6 adalah indikator yang cocok untuk titik akhir pertama, karena pH sebuah larutan NaHCO3 adalah ½ (pKa1 + pKa2) atau atau 8,35.
Metil orange dengan skala pH 3,1-4,4 cocok untuk titik akhir yang kedua. Sebuah larutan CO2 jenuh mempunyai pH sekitar 3,9. tidak satupun titik akhir terlihat tajam, namun yang kedua dapat secara luas ditingkatkan dengan menghilangkan CO2. biasanya sample-sample yang hanya mengandung sodium karbonat (soda abu) dinetralisasi sampai titik metil orange dan asam yang berlebihan ditambahkan. CO2 dihilangkan dengan mendidihkan larutan dan asam yang berlebih tersebut dititrasi dengan basa standar.
(Underwood, 1999)
Reaksi Pengendapan
Reaksi pengendapan yaitu reaksi yang sangat berkaitan dengan hasil kali kelarutan (Ksp). Jika hasil kali konsentrasi dengan pangkat yang semestinya antara dua ion melebihi nilai dari hasil kali kelarutan yang bersangkutan, maka kombinasi kation dan anion tersebut akan mengendap dalam larutan kembali mencapai nilai hasil kali kelarutan.
Reaksi:
Analisa Bahan
- CaCl2
Senyawa putih lembab, cair, larut dalam air. Berat jenis 2,15, titik leleh 772 oC, titik didih 7600 oC . ada sejumlah bentuk terhidrasi, antara lain monohodrat (CaCl2, H2O), dihidrat (CaCl2, 2 H2O). kebanyakan kalsium klorida dibentuk sebagai hasil samping.
(Daintith, 1994)
- NH3
Gas tidak berwarna, bau menyengat, titik leleh -74 oC, titik didih -30,9 oC. sangat larut dalam air dan alcohol. Dapat dibuat dengan mereaksikan garam amonium dengan basa seperti kalsium hidroksida atau dengan hidrolisa suatu hidrida.
(Basri, 1996)
- HCl
Merupakan asam kuat dan elektrolit kuat, tidak berwarna, titik didih -85,03 oC, titik leleh -114,19 oC, dapat digunakan sebagai agen pereduksi.
(Daintith, 1994)
- Metil Orange
Zat warna organik yang digunakan dalam indikator asam-basa. Berubah merah dibawah pH 3,1 dan menjadi kuning di atas pH 4,4 (25 oC) digunakan pada titrasi yang melibatkan basa lemah. Merupakan suatu basa dan berwarna kuning dalam bentuk molekulnya.
- Fenolftalein
Zat warna yang digunakan sebagai indikator asam-basa, tidak berwarna dibawah pH 8 dan berwarna merah di atas pH 9,6. senyawa ini digunakan dalam titrasi yang melinatkan asam lemah dan basa kuat dan digunakan pula sebagai pencahar.
(Daintith, 1994)
- Aquades
Merupakan persenyawaan hidrogen dan oksigen, tidak berbau dan tidak berasa, tidak berwarna, titik beku 0 oC, titik didih 100 oC, bersifat polar.
(Basri, 1996)
III. METODE PERCOBAAN
Alat dan Bahan
Alat
- gelas beker - gelas ukur
- pipet tetes - corong
- kertas saring - pengaduk
- buret - statif
- erlenmeyer
3.1.2 Bahan
- CaCl2 - Fenolftalein (PP)
- NH3 - HCl
- Metil orange - Aquades
Gambar Alat
IV. DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1 Data Pengamatan
4.1.1 Mengenali ion karbonat dan bikarbonat dalam larutan
|
Perlakuan
|
Hasil
|
Reaksi
|
|
Cuplikan + CaCl2
Penyaringan
Penambahan amonia
|
Larutan menjadi keruh dan terbentuk endapan
Larutan bening tapi lama kelamaan menjadi keruh
|
Na2CO3 + CaCl2
" CaCO3$ + 2 NaCl
|
4.1.2 Menghitung banyaknya ion karbonat dan bikarbonat dalam larutan
|
Percobaan
|
Volume
cuplikan (mL)
|
Volume
HCl (mL)
|
|
|
Larutan
1
|
Larutan
2
|
||
|
Cuplikan 1
Cuplikan 2
Cuplikan 3
Cuplikan 4
|
10
Ml
10
mL
10
mL
10
mL
|
3,2
mL
3,4
mL
3,2
mL
3,0
mL
|
3,7
mL
3,5
mL
3,5
mL
3,8
mL
|
V. PEMBAHASAN
5.1. Mengenali adanya ion karbonat dan bikarbonat dalam suatu larutan
Percobaan ini bertujuan untuk mengenali ada atau tidaknya ion karbonat dan bikarbonat dalam suatu cuplikan. Cuplikan yang dipakai dalam percobaan ini adalah Na2CO3. Prinsip dari percobaan ini adalah hasil kali kelarutan (Ksp). Metodenya adalah reaksi pengendapan.
Dalam percobaan ini direaksikan Na2CO3 dengan CaCl2 yang menghasilkan endapan putih.
Endapan CaCO3 dapat terbentuk karena harga Ksp dari CaCO3 ( 8,7 x 10-9) (wikipedia.com) telah terlampaui dari hasil kali ion-ionnya, yaitu [CO32-] dan [Ca2+] hal ini disebabkan karena penambahan CaCl2 secara berlebih. Endapan yang terbentuk kemudian disaring setelah itu diambil filtratnya dan ditambah NH3 sampai larutan menjadi keruh serta terbentuk endapan putih. Endapan ini menandakan bahwa dalam filtrat masih terdapat ion bikarbonat. Endapan terjadi karena larutan sudah lewat jenuh. Ion bikarbonat terjadi karena adanya penambahan hidrogen
NH3 bisa mengikat H+ dari HCO3- karena NH¬3 merupakan basa dan akan menjadi basa konjugasi (NH4+), sedangkan HCO3- adalah asam yang dapat mendonorkan proton (H+)
5.2. Menghitung banyaknya ion karbonat dan bikarbonat dalam suatu larutan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menghitung kadar ion karbonat dan bikarbonat dalam suatu larutan. Prinsip percobaan ini adalah reaksi asam basa dan reaksi netralisasi. Metode yang digunakan adalah metode titrasi asidimetri yang digunakan untuk menentukan kadar basa dalam suatu larutan dengan menggunakan larutan asam yang telah diketahui konsentrasinya dan titrasi ini menggunakan dasar reaksi netralisasi.
Dalam proses titrasi antara HCl 0,1 N dan Na2CO3 yang berperan sebagai titran adalah larutan yang sudah diketahui konsentrasinya yang dimasukkan dalam buret, yaitu HCl sedangkan Na2CO3 berperan sebagai larutan titrat yaitu larutan yang belum diketahui konsentrasinya yang ditempatkan dalam erlenmeyer. Sebelum titrasi dilakukan, ditambahkan fenolftalein pada Na2CO3 sebagai indikator asam basa dan warnanya berubah menjadi merah muda yang menandakan Na2CO3 bersifat basa. Karena indikator PP mempunyai rentang pH 8,2 – 10,5 (Brady, 1999) dan indikator ini menghasilkan warna merah muda pada suasana basa. Penitrasian dengan HCl dihentikan ketika warna merah muda hilang dan perubahan warna merah muda menjadi bening menunjukkan keberadaan ion karbonat telah habis. Ion bikarbonat tidak menghasilkan warna ketika ditambahkan dengan indikator PP karena ion bikarbonat bersifat asam lemah, dimana indikator PP tidak akan memberikan warna pada suasana asam.
Selanjutnya ditambahkan metil orange sebagai indikator dan warna berubah menjadi warna kuning yang berarti bahwa larutan bersifat asam dan penitrasian dengan HCl dihentikan ketika warna kuning menjadi orange yang berarti ion bikarbonat telah habis dan membentuk asam karbonat. Indikator metil orange memiliki rentang pH 3,1 – 4,4.
Pada titrasi ini digunakan 2 indikator yaitu fenolftalein dan metil orange, hal ini dimaksudkan karena ion karbonat dan bikarbonat memiliki sifat keasaman yang berbeda, hal ini nampak dari besarnya nilai Ka ion CO32- sebesar 5 x 10-11 dan Ka HCO3- sebesar 4 x10-7 (scribd.com). Sehingga rentang pH yang dihasilkan dari kedua ion tersebut akan berbeda pula. Oleh karena itu dibutuhkan 2 indikator yang memiliki rentang pH yang berbeda juga untuk mengidentifikasi ion CO32- dan HCO3-.
Lalu pada percobaan ini, volume HCl pada titrasi pertama lebih kecil daripada volume HCl pada titrasi ke-2, hal ini menunjukkan bahwa Na2CO3 mengandung ion CO32- dan HCO3-. Reaksi perubahan ion CO32- menjadi ion HCO3- terjadi pada pH 8,2 , oleh karena itu digunakan indikator PP yang mempunyai rentan pH 8,2 – 10,5 (Brady, 1999). reaksi perubahan ion HCO3- menjadi H2CO3 terjadi pada pH 3,1 , oleh karena itu digunakan indikator metil orange yang memiliki rentang pH 3,1 – 4,4 (Brady,1999). Dari percobaan didapat hasil kadar ion karbonat pada Na2CO3 sebesar 1920 mg/L , sedangkan ion bikarbonatnya sebesar 259,25 mg/L.
VI. KESIMPULAN
6.1 Reaksi antara cuplikan Na2CO3 dengan CaCl2 menghasilkan endapan CaCO3 yang mengandung ion karbonat dan bikarbonat. Terbentuknya ketika penambahan NH3 menunjukkan adanya ion bikarbonat.
6.2 Ion karbonat pada Na2CO3 yaitu sebesar 1920 mg/L, sedangkan ion bikarbonatnya sebesar 259,25 mg/L.
DAFTAR PUSTAKA
Basri, S., 1996, Kamus Kimia, Rineka Cipta, Jakarta
Brady, J.E., 1999, Kimia Universitas, Binarupa Aksara, Jakarta
Daintith, J., 1994, Kamus Kimia Lengkap, Oxford edisi baru, Erlangga, Jakarta
Fessenden, R., 1986, Organic Chemistry, 2nd edition, Willard Grant Press Publisher, USA
Keenan, C., 1990, Ilmu Kimia Untuk Universitas, edisi ke-enam, The University of Tennese Knoxvill, Erlangga, Jakarta
Rosenberg, J.L., 1989, Kimia Dasar, edisi ke-enam, Erlangga, Jakarta
Underwood, 1994, Analisa Kimia Kuantitatif, edisi ke-empat, Erlangga, Jakarta
Underwood, 1999, Analisa Kimia Kuantitatif, edisi ke-lima, Erlangga, Jakarta
Vogel, 1985, Buku Teks Analisis Organik Kualitatif Makro dan Semimikro, edisi ke-lima, P.T. Kalman Media Pustaka, Jakarta
Vogel, 1995, Organic Chemistry, American Book Company, New York
Tag :
Praktikum
0 Komentar untuk "PERCOBAAN VI Reaksi Asam-Basa Asam Polikromatik (Kimia Dasar II)"