Titrasi Asam-Basa (Acid-Base Titration)

Pengertian

Dalam ilmu kimia, sering dilakukan berbagai analisis terhadap suatu materi. Analisis materi dalam ilmu kimia terbagi menjadi 2, yaitu analisis kualitatif dan analisis kuantitatif. Seperti gambar di bawah ini:

Salah satu jenis analisis kuantitatif yang terkenal adalah titrasi (titration). Titrasi adalah suatu metode untuk menentukan konsentrasi suatu zat di dalam sampel. Titrasi dilakukan dengan cara mereaksikan larutan tersebut dengan larutan yang sudah diketahui konsentrasinya, yang disebut dengan larutan standar (standard solution). Reaksi dilakukan secara bertahap (tetes demi tetes) hingga tepat mencapai titik stoikiometri atau titik ekuivalen.

Ada beberapa macam titrasi bergantung pada jenis reaksinya, seperti titrasi asam basa (acid-base titration), titrasi  permanganometri, titrasi argentometri, dan titrasi iodometri. Pada topik berikut akan diuraikan mengenai titrasi asam basa. Titrasi asam basa adalah titrasi yang berdasarkan reaksi penetralan asam dan basa. Konsentrasi/kadar larutan asam ditentukan dengan menggunakan larutan basa yang telah diketahui konsentrasi/kadarnya, titrasi asam basa ini disebut alkalimetri dan sebaliknya konsentrasi/kadar larutan basa ditentukan dengan menggunakan larutan asam yang diketahui konsentrasi/kadarnya disebut dengan asidimetri. 

Dalam titrasi asam-basa umumnya, zat yang dipelajari, atau ditentukan konsentrasinya disebut dengan analit, sedangkan pereaksi/larutan standar yang ditambahkan disebut dengan titran. Tahap pencampuran saat analit habis bereaksi disebut titik ekuivalen. Titik ini menyatakan banyaknya titran secara kimia setara dengan banyaknya analit. Untuk penentuan titik ekuivalen, maka ke dalam larutan analit perlu ditambahkan dengan beberapa tetes zat penunjuk (indikator). Ketepatan pemilihan indikator merupakan syarat keberhasilan dalam menentukan titik ekuivalen. 

Titik pada saat titrasi dihentikan disebut dengan titik akhir titrasi. Titik akhir titrasi ditandai pada saat perubahan warna indikator terjadi secara permanen. Perubahan warna terjadi karena indikator mulai bereaksi dengan titran. Terjadinya reaksi indikator dengan titran menunjukkan bahwa analit telah habis bereaksi dengan titran (titrasi telah sedikit melampaui titik ekuivalen). 

Indikator yang digunakan dalam titrasi asam basa biasanya adalah indikator tetes. Indikator tetes adalah larutan asam lemah atau basa lemah yang ditambahkan dalam jumlah sedikit (1-2 tetes) ke dalam larutan analit. Jika larutan analit adalah asam, maka indikator yang digunakan adalah larutan asam lemah, sedangkan jika yang dititrasi adalah larutan basa, maka indikatornya adalah basa lemah.

Prosedur Titrasi

Titrasi dilakukan melalui prosedur sebagai berikut ini:

1. Menyiapkan alat yang akan digunakan yaitu buret, gelas erlenmeyer, gelas beaker, pipet tetes statif dan klem
   
2. Menyiapkan bahan yang akan dipakai yaitu larutan standar, larutan analit, indikator
3. Memasang buret pada statif dengan bantuan klem dalam posisi tegak lurus dan skala volume menghadap ke mata
4. Mengecek kebocoran buret
5. Mengisi buret dengan larutan standar sampat tepat pada tanda skala volume tertentu dengan bantuan corong kaca
6. Mengisi erlenmeyer dengan larutan analit dengan volume tertentu dan 1-2 tetes indicator
7. Menambahkan tetes demi tetes larutan standar dari buret ke dalam larutan analit sambil dilakukan homogenasi (pengocokan larutan campuran). Pengocokan cukup dengan menggoyang-goyang erlenmeyer dengan tangan
8. Menghentikan titrasi ketika larutan analit berubah  warna secara stabil.
   

Cara Kerja Titrasi

Untuk mengetahui cara kerja titrasi, mari kita mengandaikan kita mempunyai larutan HCl (asam) yang belum diketahui konsentrasinya, dan akan kita titrasi dengan NaOH (basa). Persamaan reaksinya adalah:

NaOH(aq) + HCl(aq) --> NaCl(aq) + H₂O(l)

Kita memulai titrasi dengan menentukan volume HCl yang akan dititrasi, kemudian menambahkan beberapa tetes indikator seperti PP (phenolphthalein), sebuah indikator yang tidak berwarna pada kondisi asam dan berubah wana menjadi merah muda (pink) ketika pada kondisi basa. Kemudian kita mengisi buret dengan larutan NaOH yang sudah diketahui konsentrasinya. Tambahkan NaOH pelan-pelan ke larutan HCl sampai phenolphthalein berubah menjadi wanra pink. Ini mengindikasikan bahwa HCl yang ada sudah seluruhnya bereaksi dan larutan mulai berubah menjadi bersifat basa. Kemudian kita baca berapa banyak volume NaOH yang digunakan.

Contoh 1:

Mengandaikan, kita menggunakan 20 mL larutan HCl, dan didapatkan volume NaOH yang digunakan adalah 48,6 mL dengan konsentrasi NaOH 0,1 M.

Persamaan reaksinya:

NaOH(aq) + HCl(aq) --> NaCl(aq) + H₂O(l)

Mol NaOH = konsentrasi NaOH x volume NaOH

                   = 0,1 M x 48,6 mL

                   = 4,86 mmol

Dari persamaan reaksi di atas kita ketahui bahwa mol HCl sama dengan mol NaOH (lihat koefisien) maka ketika mol NaOH 4,86 mmol maka mol HCl juga 4,86 mmol

Sehingga kita dapat menghitung konsentrasi HCl dengan

Konsentrasi HCl = mol HCl : volume HCl

                           = 4,86 mmol : 20 mL

                           = 0,243 mmol/L à 0,243 M

Perhitungan Titrasi

Setelah mengetahui cara kerja titrasi, ternyata dapat kita sederhanakan cara perhitungannya dimana:

a x mol asam = b x mole basa        (persamaan 1)

dimana, a = valensi asam dan b = valensi basa

kita tahu bahwa mol = molaritas x volume, sehingga persamaan satu dapat kita turunkan menjadi:

a x (M x v) asam = b x (M x v) basa     (persamaan 2)

dimana, M = konsentrasi dan v adalah volume

kita ketahui bahwa mol = massa : massa molar, sehingga persamaan satu dapat kita turunkan menjadi:

a x (massa : massa molar) asam = b x (massa : massa molar) basa       (persamaan 3)

Dengan menggunakan soal pada contoh soal 1, mari kita kerjakan dengan persamaan 2.

Di soal diketahui v NaOH = 48,6 mL, v HCl = 20 mL, dan M NaOH = 0,1 M, ditanyakan adalah volume HCl

Kita tahu NaOH adalah basa valensi satu dan HCl adalah asam valensi satu, sehingga nilai a = 1 dan b = 1.

b x (M x v) basa = a x (M x v) asam

1 x (0,1 M x 48,6 mL) = 1 x (Konsentrasi HCl x 20 mL)

4,86 MmL = 20 mL x Konsentrasi HCl

4,86 MmL : 20 mL = Konsentrasi HCl

2,43 M = Konsentrasi HCl