Titrasi Asam Lemah Dengan Basa Kuat

Reaksi suatu asam lemah dengan suatu basa kuat akan menghasilkan garam dengan karakter basa yang merupakan basa konjugasinya. Teknik titrasi ini sangat menarik untuk dipelajari karena terdapat berbagai jenis asam lemah di dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh adalah penggunaan asam 2-(N-morpholino)etanasulfonat (MES) yang sering digunakan sebagai buffer untuk keperluan eksperimental dengan menggunakan jaringan atau enzim pada reaksi biokimia (Murray, et all, 2009). Berikut disajikan teknik perhitungan titrasi antara 50 mL 0,02 M asam 2-(N-morpholino)etanasulfonat (MES) dengan larutan basa kuat 0,10 M NaOH. Data titrasi dirangkum pada tabel 3.2 dan bentuk kurva titrasi diperlihatkan pada gambar 3.2. Persamaan reaksi yang terjadi, yaitu :

Dari persamaan reaksi diatas, diketahui bahwa untuk basa  A^- diperoleh harga Kb sebagai kebalikan dari harga Ka, sehingga  konstanta kesetimbangan untuk reaksi diatas adalah :

Konstanta  kesetimbangan reaksi diatas sangat besar sehingga dapat dikatakan bahwa reaksi akan berlangsung setelah  penambahan  OH^-. Volume ekivalen  (Ve) yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen titrasi dihitung sebagai berikut :

Terdapat 4 (empat) bagian penting yang digunakan dalam perhitungan untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat, yaitu :

1.     Sebelum  penambahan basa  ke dalam larutan.  Pada bagian ini larutan hanya  mengandung  asam HA dalam air. Karena merupakan asam lemah maka pH ditentukan oleh reaksi kesetimbangan

HA ⇄  H⁺  +  A^-

Sehingga

2.   Setelah penambahan NaOH hingga saat mendekati titik ekivalen titrasi. Pada bagian ini diperoleh larutan buffer yang merupakan campuran antara asam HA yang tidak bereaksi dengan basa  A^- yang dihasilkan sehingga untuk menentukan pH dapat digunakan persamaan Henderson-Hasselbach.

3.     Pada saat tercapai titik ekivalen. Semua HA telah berubah menjadi A^- di dalam air sehingga pH dihitung berdasarkan hidrolisis garam  :

                                                      A^-  +   H₂O    ⇄     HA  +  OH^-

Sehingga:

4.   Setelah titik ekivalen tercapai.  Terdapat kelebihan O  yang ditambahkan  ke dalam basa A^- , sehingga pH larutan ditentukan oleh NaOH yang berlebih di dalam larutan dengan mengabaikan pengaruh yang di akibatkan oleh keberadaan A^- .

Tabel Data titrasi dan perhitungan pH untuk titrasi 50 ml 0,020 M asam lemah MES dengan basa kuat 0,10 M NaOH.

Bagian 1, sebelum penambahan basa. Sebelum penambahan basa, di dalam larutan sudah terdapat 0,02 M HA dengan pKa = 6,15. Reaksi yang terjadi, yaitu :

HA    ⇄     H⁺     +     A^-  ( Ka = 10^-6,15)

Karena senyawa HA  merupakan asam lemah, maka pH larutan sebelum reaksi dapat dihitung sebagai berikut :

Jadi pH larutan sebelum reaksi adalah 3,93.

Bagian 2, sebelum titik ekivalen tercapai. Setelah penambahan NaOH maka akan terbentuk campuran buffer antara HA dan A^- di dalam larutan sehingga pH akan ditentukan oleh konsentrasi HA dan A^-. Titik ekivalen diperkirakan tercapai setelah penambahan 10 mL volume NaOH (Vb). Dalam hal ini mula-mula terdapat 1 bagian HA. Setelah penambahan 3 ml NaOH maka sebanyak  bagian HA akan bereaksi menghasilkan  bagian A^- , hal ini berarti terdapat    bagian HA yang tersisa. Secara sederhana,

                                                 HA   +    OH^-                        A^-   + H₂O

Mula – mula (sebelum reaksi)   (1)         ( )                        (0)

Sesudah reaksi                          (  )         (0)                          ( ) 

        

Dengan menggunakan persamaan Henderson-Hasselbach, dihitung pH larutan sebagai berikut :

                                                pH       =  pKa + log  

                                                pH       =  6,15 + log   

                                       pH       = 5,78

Jadi, pH larutan sebelum titik ekivalen adalah 5,78.

Bagian 3, pada saat titik ekivalen tercapai menunjukkan banyaknya volume NaOH yang ditambahkan untuk tepat bereaksi dengan asam HA. Senyawa NaA yang terbentuk akan terionisasi di dalam air menghasilkan Na⁺ dan A^- . Reaksi yang terjadi yaitu :

A^-    +    H₂O   ⇄     HA    +    OH^-

Dalam hal ini faktor pengenceran harus diperhitungkan karena konsentrasi NaA yang terbentuk bukan lagi 0,02M (konsentrasi HA semula). Dengan demikian, konsentrasi A^- yang sebenarnya adalah :

Selanjutnya, pH larutan dihitung sebagai garam terhidrolisis menggunakan persamaan berikut :

Jadi, dalam titrasi asam lemah dengan basa kuat di atas diketahui bahwa titik ekivalen tercapai pada pH 9,18. Titik ekivalen pada titrasi asam lemah dan basa kuat selalu diatas 7,0 karena pada saat titik ekivalen tercapai maka asam lemah telah diubah menjadi senyawa konjugasi basanya.

Bagian 4, setelah titik ekivalen tercapai. pH larutan ditentukan oleh basa kuat (OH^-) di dalam larutan. Sebagai contoh, bila volume larutan yang ditambahkan adalah 10,10 mL, maka kelebihan OH^- di dalam larutan adalah:

Selanjutnya dihitung pH larutan sebagai berikut :

Jadi, pH larutan setelah titik ekivalen adalah 10,22.

Berdasarkan hasil perhitungan selanjutnya diplot kurva titrasi  antara volume vs pH seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.2. Titik ekivalen (Ve) ditunjukkan pada saat kurva mulai menaik, dan titik dimana volume basa adalah  Ve merupakan slop minimum, sehingga pH = pKa. Kapasitas maksimum buffer terjadi pada saat pH = pKa (volume basa = Ve). Pada titik ini larutan resisten terhadap perubahan pH sehingga slop (  ) menjadi minimum.

Kurva titrasi asam lemah dengan basa kuat

Dalam Mengerjakan Tugas Proyek Di atas, Download LEMBAR KERJA TUGAS PROYEK 4

Jika sudah mengerjakan proyeknya, agar lebih paham, mari melakukan praktikum. Silahkan download langkah kerja serta bentuk laporannya disini