Contoh Soal Pembahasan Titrasi Asam Basa
Titrasi asam-basa adalah salah satu metode analisis kuantitatif yang paling umum dalam kimia. Teknik ini melibatkan reaksi antara asam dan basa untuk menentukan konsentrasi suatu larutan. Dalam artikel ini, kita akan membahas beberapa contoh soal titrasi asam-basa beserta pembahasannya dengan tujuan untuk membantu kamu memahami konsep dasar dan cara pengerjaannya.
Konsep Dasar Titrasi Asam-Basa
Titrasi asam-basa melibatkan reaksi netralisasi antara ion hidrogen (H⁺) dari asam dan ion hidroksida (OH⁻) dari basa untuk membentuk air (H₂O). Titik ekivalen atau equivalence point adalah titik di mana jumlah mol asam setara dengan jumlah mol basa yang ditambahkan. Pada titik ini, reaksi antara asam dan basa telah terjadi sepenuhnya.
Rumus Umum
Rumus dasar yang digunakan dalam titrasi asam-basa adalah:
\[ n_{a} \cdot M_{a} \cdot V_{a} = n_{b} \cdot M_{b} \cdot V_{b} \]
di mana:
– \( n_{a} \) adalah valensi asam,
– \( M_{a} \) adalah molaritas asam,
– \( V_{a} \) adalah volume asam,
– \( n_{b} \) adalah valensi basa,
– \( M_{b} \) adalah molaritas basa,
– \( V_{b} \) adalah volume basa.
Kertas Litmus dan Indikator
Dalam praktik titrasi, indikator asam-basa seperti fenolftalein atau metil jingga sering digunakan untuk menentukan titik ekivalen. Indikator ini memiliki perubahan warna yang terjadi pada pH tertentu, yang menunjukkan titik ekivalen telah tercapai.
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh Soal 1: Titrasi Asam Kuat dan Basa Kuat
Soal:
Diketahui 25 mL larutan HCl 0,1 M dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M. Berapa volume NaOH yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen?
Pembahasan:
Reaksi antara HCl dan NaOH adalah:
\[ HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O \]
Langkah 1: Menentukan mol H⁺ dari HCl
\[ n_{\text{HCl}} = M_{\text{HCl}} \times V_{\text{HCl}} \]
\[ n_{\text{HCl}} = 0,1 \times 0,025 = 0,0025 \text{ mol} \]
Langkah 2: Menentukan volume NaOH yang diperlukan
Karena HCl dan NaOH memiliki perbandingan 1:1 dalam reaksi (n = 1):
\[ n_{\text{HCl}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,0025 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,0025 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,025 \text{ L} = 25 \text{ mL} \]
Jadi, volume NaOH yang diperlukan adalah 25 mL.
Contoh Soal 2: Titrasi Asam Lemah dan Basa Kuat
Soal:
Sebanyak 50 mL larutan asam asetat (CH₃COOH) 0,1 M dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M. Berapakah volume NaOH yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen?
Pembahasan:
Reaksi antara asam asetat dengan NaOH adalah:
\[ CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O \]
Langkah 1: Menentukan mol H⁺ dari CH₃COOH
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = M_{\text{CH}_3\text{COOH}} \times V_{\text{CH}_3\text{COOH}} \]
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 0,1 \times 0,05 = 0,005 \text{ mol} \]
Langkah 2: Menentukan volume NaOH yang diperlukan
Karena perbandingan mol antara CH₃COOH dan NaOH adalah 1:1:
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,005 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,005 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,05 \text{ L} = 50 \text{ mL} \]
Jadi, volume NaOH yang diperlukan adalah 50 mL.
Contoh Soal 3: Titrasi Poliprotik Asam dan Basa Kuat
Soal:
Diketahui 40 mL larutan H₂SO₄ 0,05 M dititrasi dengan larutan KOH 0,1 M. Berapa volume KOH yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen pertama dan kedua?
Pembahasan:
H₂SO₄ adalah asam diprotik yang dapat melepaskan dua ion H⁺. Reaksi dengan KOH adalah dua tahap:
\[ H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O \]
Langkah 1: Menentukan mol H⁺ dari H₂SO₄
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = M_{\text{H}_2\text{SO}_4} \times V_{\text{H}_2\text{SO}_4} \]
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,05 \times 0,04 = 0,002 \text{ mol} \]
Langkah 2: Menentukan volume KOH yang diperlukan per tahap
Pada titrasi pertama (melepas satu H⁺):
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{KOH}} \]
\[ M_{\text{KOH}} \times V_{\text{KOH}} = 0,002 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{pertama}} = \frac{0,002 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,02 \text{ L} = 20 \text{ mL} \]
Pada titrasi kedua (melepas dua H⁺) diperlukan dua kali mol sebelumnya:
\[ n_{\text{KOH}}_{\text{kedua}} = 2 \times 0,002 \text{ mol} = 0.004 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{kedua}} = \frac{0.004 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,04 \text{ L} = 40 \text{ mL} \]
Jadi, volume KOH yang diperlukan untuk titik ekivalen pertama adalah 20 mL, dan untuk titik ekivalen kedua adalah 40 mL.
Kesimpulan
Melalui beberapa contoh soal titrasi asam-basa di atas, kita telah belajar tentang cara menentukan volume larutan yang dibutuhkan untuk mencapai titik ekivalen dalam beberapa jenis titrasi. Penting untuk selalu memerhatikan stoikiometri reaksi dan menggunakan rumus dasar titrasi dengan benar agar hasil yang diperoleh akurat. Praktik terus menerus dengan berbagai jenis soal akan membantu memperkuat pemahaman kamu tentang titrasi asam-basa dalam kimia analitik.
