Tujuan Percobaan
1. Penggunaan metode konduktometri dalam volumetri
2. Menentukan konsentrasi HCl dengan metode Titrasi Konduktometri
Dasar Teori
Titrasi itu sendiri merupakan metode analisa kimia secara kuantitatif yang biasa digunakan dalam laboratorium untuk menentukan konsentrasi dari reaktan. Karena pengukuran volum memainkan peranan penting dalam titrasi, maka teknik ini juga dikenali dengan analisa volumetrik. Analisa titrimetri merupakan satu dari bagian utama dari kimia analitik dan perhitungannya berdasarkan hubungan stoikhiometri dari reaksi-reaksi kimia. Analisa cara titrimetri berdasarkan reaksi kimia seperti: aA + tT → hasil dengan keterangan: (a) molekul analit A bereaksi dengan (t) molekul pereaksi T. Pereaksi T, disebut titran, ditambahkan secara sedikit-sedikit, biasanya dari sebuah buret, dalam bentuk larutan dengan konsentrasi yang diketahui. Larutan yang disebut belakangan disebut larutan standar dan konsentrasinya ditentukan dengan suatu proses standarisasi. Penambahan titran dilanjutkan hingga sejumlah T yang ekivalen dengan A telah ditambahkan. Maka dikatakan baha titik ekivalen titran telah tercapai. Agar mengetahui bila penambahan titran berhenti, kimiawan dapat menggunakan sebuah zat kimia, yang disebut indikator, yang bertanggap terhadap adanya titran berlebih dengan perubahan warna. Perubahan warna ini dapat atau tidak dapat trejadi tepat pada titik ekivalen. Titik titrasi pada saat indikator berubah warna disebut titik akhir. Tentunya merupakan suatu harapan, bahwa titik akhir ada sedekat mungkin dengan titik ekivalen. Memilih indikator untuk membuat kedua titik berimpitan (atau mengadakan koreksi untuk selisih keduanya) merupakan salah satu aspek penting dari analisa titrimetri. Istilah titrasi menyangkut proses ntuk mengukur volum titran yang diperlukan untuk mencapai titik ekivalen. Selama bertahun-tahun istilah analisa volumetrik sering digunakan daripada titrimetrik. Akan tetapi dilihat dari segi yang ketat, istilah titrimetrik lebih baik, karena pengukuran-pengukuran volum tidak perlu dibatasi oleh titrasi. Pada analisa tertentu misalnya, orang dapat mengukur volum gas.
Sebuah reagen yang disebut sebagai peniter, yang diketahui konsentrasi (larutan standar) dan volumnya digunakan untuk mereaksikan larutan yang dititer yang konsentrasinya tidak diketahui. Dengan menggunakan buret terkalibrasi untuk menambahkan peniter, sangat mungkin untuk menentukan jumlah pasti larutan yang dibutuhkan untuk mencapai titik akhir. Titik akhir adalah titik di mana titrasi selesai, yang ditentukan dengan indikator. Idealnya indikator akan berubah warna pada saat titik ekivalensi—di mana volum dari peniter yang ditambahkan dengan mol tertentu sama dengan nilai dari mol larutan yang dititer. Dalam titrasi asam-basa kuat, titik akhir dari titrasi adalah titik pada saat pH reaktan hampir mencapai 7, dan biasanya ketika larutan berubah warna menjadi merah muda karena adanya indikator pH fenolftalein. Selain titrasi asam-basa, terdapat pula jenis titrasi lainnya.
Banyak metode yang dapat digunakan untuk mengindikasikan titik akhir dalam reaksi; titrasi biasanya menggunakan indikator visual (larutan reaktan yang berubah warna). Dalam titrasi asam-basa sederhana, indikator pH dapat digunakan, sebagai contoh adalah fenolftalein, di mana fenolftalein akan berubah warna menjadi merah muda ketika larutan mencapai pH sekitar 8.2 atau melewatinya. Contoh lainnya dari indikator pH yang dapat digunakan adalah metil jingga, yang berubah warna menjadi merah dalam asam serta menjadi kuning dalam larutan alkali.
Tidak semua titrasi membutuhkan indikator. Dalam beberapa kasus, baik reaktan maupun produk telah memiliki warna yang kontras dan dapat digunakan sebagai "indikator". Sebagai contoh, titrasi redoks menggunakan potasium permanganat (merah muda/ungu) sebagai peniter tidak membutuhkan indikator. Ketika peniter dikurangi, larutan akan menjadi tidak berwarna. Setelah mencapai titik ekivalensi, terdapat sisa peniter yang berlebih dalam larutan. Titik ekivalensi diidentifikasikan pada saat munculnya warna merah muda yang pertama (akibat kelebihan permanganat) dalam larutan yang sedang dititer.
Akibat adanya sifat logaritma dalam kurva pH, membuat transisi warna yang sangat tajam; sehingga, satu tetes peniter pada saat hampir mencapai titik akhir dapat merubah nilai pH secara signifikan—sehingga terjadilah perubahan warna dalam indikator secara langsung. Terdapat sedikit perbedaan antara perubahan warna indikator dan titik ekivalensi yang sebenarnya dalam titrasi. Kesalahan ini diacu sebagai kesalahan indikator, dan besar kesalahannya tidak dapat ditentukan
Konduktometri biasanya merupakan prosedur tritasi, sedangkan konduktansi dapat digunakan untuk mengikuti reaksi titrasi jika perbedaannya antara konduktansi cukup besar sebelum dan sesudah penambahan reager. Tetapan sel harus diketahui. Berarti selama pengukuran yang berturut-turut jarak eletroda harus tetap, tetapi pengenceran akan mengakibatkan hantarannya tidak berfungsi secara linear lagi dengan konsentransi
Penambahan suatu elektrolit kepada suatu larutan elektrolit lain pada kondisi-kondisi yang tidak menghasilkan perubahan volume yang berarti akan mempengaruhi konduktans (hantaran) larutan. Tergantung apakah ada atau tidak terjadinya reaksi-reaksi ionic. Jika tidak terjadi reaksi ionic, konduktans dapat naik atau turun : begitulah pada penambahan suatu basa pada suatu asam kuat, hantaran turun disebabkan oleh penggantian ion hydrogen yang konduktivitasnya tinggi oleh kation lain yang konduktivitasnya lebih rendah. Ini adalah prinsip-prinsip yang mendasari titrasi-titrasi konduktometri yaitu substitusi ion-ion dengan suatu konduktivitas oleh ion-ion dengan konduktivitas lain
Konduktometri merupakan metode untuk menganalisa larutan berdasarkan kemampuan ion dalam mengantarkan muatan listrik di antara dua elektroda. Ini berarti konduktometri adalah salah satu metode analisa elektrokimia di samping potensiometri, amperometri dan sebagainya. Pengukuran konduktovitas (hantaran) dapat pula di gunakan untuk penentuan titik ahir titrasi. Titrasi konduktometri dapat dilakukan dengan dua cara, tergantung pada frekuensi arus yang digunakan.
Jika frekuensi arus bertambah cukup besar, maka pengaruh kapasitan dan induktif akan makin besar. Adapun jenis titrasi tersebut adalah sebagai berikut:
1. Titrasi konduktometri yang dilakukan dengan frekuensi arus rendah (maksimum 300Hz)
2. Titrasi yang dilakukan dengan menggunakan frekuensi arus tinggi disebut titrasi frkuensi tinggi
Titrasi Konduktometri (frekuensi rendah)
Penambahan suatu elektolit ke elektrolit lain pada keadaan yang tidak ada perubahan volum yang begitu besar akan mempengaruhi konduktovitas larutan terjadi reaksi ionik atau tidak. Jika tidak terjadi reaksi ionic, maka perubahan konduktovitas sedikit sekali atau hampir tidak ada. Bila terjadi reaksi ionic, maka perubahan konduktivitas yang relative cukup besar sehingga dapat di amati, seperti pada titrasi basa kuat oleh asam kuat. Dalam titrasi ini terjadi penurunan konduktivitas karena terjadi penggantian ion hydrogen, yang mempunyai konduktovitas tinggi, dengan kation lain yang mempunyai konduktovitas rendah.
Pada titrasi penetralan, pengendapan dll, penentuan titik ahir titrasi titrasi di tentukan berdasarkan perubahan koduktivitas(hantaran) dari reaksi kimia yang terjadi. Hantaran di ukur pada setian penambahan sejumlah pereaksi dan titik pengukuran tersebut bila di alurkan memberikan 2 garis lurus yang saling perpotongan dinamakan titik ekivalen titrasi.
Ketepatan metode ini bergantung pada sudut perpotongan dan kerapatan titik pengukuran. Secara praktik konsentrasi penitran 20-100 kali lebih kali pekat dari larutan yang di titrasi.
Kelebihan titrasi ini, baik untuk asam yang sangat lemah seperti asam borat dan fenol yang secara potensiometri tidak dapat di lakukan. Selain itu, titrasi konduktometri tidak I perlukan control suhu.
Titrasi Konduktometri Frekuensi Tinggi
Metode ini sesuai untuk sel yang terdiri atas sistem kimia yang dibuat bagian dari atau di pasangkan dengan sirkuit osilator beresonasi pada frekuensi beberapa mega hertz. Keuntungan Keuntungan cara ini antara lain elektroda di tempatkan di luar sel dan tidak langsung kontak dengan larutan uji. Kerugiannya adalah respon tidak spesifik karena bergantung pada konduktovitas(hantaran) dan tetapan di elektrik dari sistem.
Konduktometri merupakan metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik suatu larutan. Daya hantar listrik (G) suatu larutan bergantung pada jenis dan konsentrasi ion di dalam larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan suatu ion di dalam larutan ion yang mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar.
Teori tentang konduktometri merupakan kebalikan dari teori hokum ohm tentang hambatan listrik.Berdasarkan dan berangkat dari hokum ohm tersebut, maka disusunlah teori tentang konduktovitas(daya hantar jenis) yang merupakan kebalikan dari resistivitas, resistivitas adalah tahanan dari suatu larutan yang diukur pada jarak 1 cm antara elektroda – elektrodanya :
G = 1 / R = k (A/ l )
R = ρl / A
k = 1 / ρ
Dengan
G : Konduktovitansi(omh-1)
I : Panjang material(meter)
k : Konduktovitas(omh-1cm -1)
ρ : Hambatan jenis atau resistivitas(ohm cm)
Daya hantar listrik (G) merupakan kebalikan dari tahanan (R), sehingga daya hantar listrik mempunyai satuan ohm-1 . Bila arus listrik dialirkan dalam suatu larutan mempunyai dua elektroda, maka daya hantar listrik (G) berbanding lurus dengan luas permukaanelektroda (A) dan berbanding terbalik dengan jarak kedua elektroda (l).
Konduktivitas larutan elektrolit pada temperatur konstan, tergantung padajenis ion dan konsentrasinya. Jika larutan semakin encer, maka konduktovitasnya akan menurun. Ini terjadi karena jumlah ion persatuan luas semakin sedikit. Akan tetapi, keampuan tiap ion dalam meneruskan muatan akan semakin besar karena tidak adanya hambatan antar ion pada larutan encer.
Karena konsentrasi larutan pada umumnya dinyatakan dalam satuan molar (mol/liter), Maka pada konduktometri terdapat istilah konduktovitas molar (Λ), yang mempunyai hubungan dengan konsentrasi secara:
Λ=1000K/C
Dimana:
Λ=konduktoitas molar(Scm2 mol-1)
C=konsentrasi (mol.dm-3)
K=Konduktovitas(Scm-1)
Konduktovitas di tentukan oleh jenis ion. Sehingga untuk mengetahui kemampuan tiap jenis ion, maka perlu dilakukan percobaan dengan larutan yang sangat encer, sehingga tidak di pengaruhi oleh ion lain. Pada kondisi seperti ini, maka konduktovitas larutan merupakan jumlah konduktovitas ion positif(Kation) dan ion negative(anion).
Λo= ΛoKation+ Λoanion
Λo adalah konduktivitas molar ion pada larutan sangat encer (konsentrasi mendekati nol.
Harga konduktovitas molar beberapa ion dengan konsentrasi mendekati nol di tabelkan sebgai berikut:
Kelebihan titrasi konduktometer
a. titrasi tidak menggunakan indikator, karena pada titik keivalen sudah dapat ditentukan dengan daya hantar dari larutan tersebut.
b. Dapat digunkan untuk titrasi yang berwarna
c. Dapat digunakan untuk titrasi yang dapat menimbulkan pengendapatan
d. Lebih praktis
e. Lebih cepat atau waktu yang diperlukan lebih sedikit
f. Untuk persen kesalahanya lebih kecil jika dibandingkan dengan titrasi volumetri
kekurangan titrasi konduktometer
a. Hanya dapat diterapkan pada larutan elektrolit saja
b. Sangat dipengaruhi temperatur
c. Dapat ditunjukka dengan tidak langsung
d. Peralatan cukup mahal
e. Jika tidak hati – hati maka akan cepat rusak
f. Tidak bisa digunakan pada larutan yang sangat asam atau basa karena akan meleleh.
Alat dan Bahan
a. Alat
1. Konduktometer 4. Labu takar 100 ml, 50 ml
2. Gelas piala 250 ml 5. Pipet volume 10 ml, 25 ml
3. Erlenmeyer 250 ml 6. Botol semprot
b. Bahan
1. HCl 0,1 M 4. CH3COONa 0,1 M
2. NaOH 0,1 M 5. NH4OH
3. CH3COOH 0,1 M
Prosedur Kerja
1. Buatlah larutan HCl 100 ml 0,001 M dan NaOH 100 ml 0,05 ml
2. Larutan HCl 0,001 M ditempatkan dalam erlenmeyer/gelas piala 250 ml
3. Isilah mikro buret dengan NaOH 0,05 M
4. Sel konduktometer yang telah bersih dicelupkan kedalam erlenmeyer/gelas piala yang berisi larutan HCl 0,001 M
5. Jagalah agar suhu larutan agar tetap konstan selama percobaan dan catatlah suhu percobaan tersebut
6. Ukurlah daya hantar larutan setiap penambahan NaOH mulai dari 0 ml sampai melewati titik ekivalen. Usahakan setiap penambahan NaOH volumenya berkisar antara 1 – 2 ml
7. Ulangi percobaan diatas untuk titrasi berikut
a. 100 ml CH3COOH 0,001 M Vs NaOH 0,05 M
b. 100 ml CH3COONa 0,001 M Vs HCl 0,05 M
c. 100 ml NH4OH 0,001 M Vs HCl 0,05 M
d. 50 ml HCl 0,001 M + 50 ml CH3COOH 0,001 M Vs NaOH 0,05 M
Catatan sebelum dan sesudah digunakan, sel konduktometer harus dalam keadaan kering
Data Hasil Pengamatan
a. HCl 0,001 M Vs NaOH 0,05 M
Volume NaOH (ml) | Daya hantar l (Ohm-1) |
0 2 4 6 8 10 12 |
b. CH3COOH 0,001 M Vs NaOH 0,05 M
Volume NaOH (ml) | Daya hantar l (Ohm-1) |
0 2 4 6 8 10 12 |
c. CH3COONa 0,001 M Vs HCl 0,05 M
Volume HCl (ml) | Daya hantar l (Ohm-1) |
0 2 4 6 8 10 12 |
d. NH4OH 0,001 M Vs HCl 0,05 M
Volume HCl (ml) | Daya hantar l (Ohm-1) |
0 2 4 6 8 10 12 |
e. 50 ml HCl 0,001 M + 50 ml CH3COOH 0,001 M Vs NaOH 0,05 M
Volume NaOH (ml) | Daya hantar l (Ohm-1) |
0 2 4 6 8 10 12 |
Pengolahan Data
1. Menghitung daya hantar yang dikoreksi terhadap perubahan volume
Rumus :
Keterangan :
L = daya hantar yang dikoreksi
l = daya hantar yang terukur
V = volume larutan mula – mula
v = volume peniter yang ditambahkan
a. Vs
1. Volume = 0 ml
2. Volume = 2 ml
3. Volume = 4 ml
4. Volume = 6 ml
5. Volume = 8 ml
6. Volume = 10 ml
7. Volume = 12 ml
b. Vs
1. Volume = 0 ml
2. Volume = 2 ml
3. Volume = 4 ml
4. Volume = 6 ml
5. Volume = 8 ml
6. Volume = 10 ml
7. Volume = 12 ml
c. + Vs
1. Volume = 0 ml
2. Volume = 2 ml
3. Volume = 4 ml
4. Volume = 6 ml
5. Volume = 8 ml
6. Volume = 10 ml
7. Volume = 12 ml
2. Membuat grafik antara daya hantar terkoreksi dan volum yang ditambahkan
X = Volum yang ditambahkan
Y = daya hantar terkoreksi
a. Vs
X | Y | XY | X2 |
=
=
Grafik Y = AX + B
X | ||||||
Y |
b. Vs
Pembahasan
Kesimpulan
Daftar Pustaka
Gambar Rangkaian Alat
Grafik
