LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALISIS PERCOBAAN POTENSIOMETRI (PENGUKURAN pH) Oleh : Kelompok VIII Ni Made Oka Dwicandra (0908505071) A.A. Kt. Sri Trisna Dewi Widhiani (0908505072) Charli Chanjaya (0908505073) Putu Aan Pustiari (0908505074) JURUSANFARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2011 PERCOBAAN POTENSIOMETRI (PENGUKURAN pH) I.Tujuan 1.Membuat kurva hubungan pH - volume pentiter 2.Menentukan titik akhir titrasi 3.Menghitung kadar zat II. Dasar Teori Potensiometri adalah cabang ilmu kimia elektroanalisis yang mempelajari pengukuran perubahanpotensialdarielektrodauntukmengetahuikonsentrasidarisuatularutan.Prinsip potensiometrididasarkanpadapengukuranpotensiallistrikantaraelektrodepengukur (elektrodaindikator)danelektrodapembandingyangdicelupkanpadalarutan.Elektroda indikatoradalahelektrodayangpotensialnyabergantungpadakonsentrasiionyangakan ditetapkandandipilihberdasarkanjenissenyawayanghendakditentukan.Sedangkan elektrodapembandingadalahelektrodayangpotensialnyadiketahuidanselamapengukuran tetapkonstan.Elektrodapembandingyangbanyakdigunakanadalahelektrodakalomel karena konstannya potensial yang dihasilkan.Antaraelekrodapengukur(elektrodaindikator)danelektrodapembandingterdapat jembatanarusataugaramdenganlarutanelektrolityangdidalamnyaterdapattransportion arus.Elektrodamembranegelassensitiveterhadapperubahanjumlahionhidrogen(H+). Untuktitrasiasambasa,setiapperubahaniontersebutdiamati.Melaluikurvahubungan antaravolumepentitervspHdapatditentukantitikakhirtitrasinya.Padatitikakhirtitrasi terjadi lonjakan perubahan pH secara drastis dengan perubahan volume yang kecil (Roth dan Blaschke, 1994). Reaksiyangterjadidalampotensiometriadalahpenambahanataupenguranganion denganjeniselektrodanya.Potensialreaksidihitungdenganmenambahkansedikitdemi sedikitvolumetitransecaraberturutturut(Khopkar,2003).Ionyangdapatdititrasidan potensialdiukuruntukmengetahuititikekivalentitrasi.Haliniditerapkanterhadapsemua jenisreaksiyangsesuaiuntukanalisatitrametrik(Day,1998).Carapotensiometriini bermanfaat bila tidak ada indikator yang cocok untuk menentukan titik akhir titrasi, misalnya dalamhallarutankeruhataubiladaerahkesetaransangatpendekdantidakcocokuntuk penetapan titik akhir titrasi dengan indikator (Rivai, 1995). Metodepotensiometridapatdigunakanuntukmenentukantitikekivalensuatutitrasi baikpadatitrasiasam-basa,redoks,kompleksometri,maupuntitrasipengendapan.Alat-alat yangdigunakandalammetodepotensiometriadalahelektrodepembanding,elektrode indikator dan alat potensial.Titrasipotensiometrimelibatkanpengukuranperbedaanpotensialantaraelektrode indikatordanelektrodepembandingselamatitrasi.Selisihpotensialtersebutdiukurdengan potensiometer atau pH-meter. Hal ini karena nilai pH berbanding langsung dengan potensial suatu larutan.pH-meter adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur pH suatu larutan. Selain itu dapat juga digunakan untuk mengikuti titrasi asam-basa atau menentukan titik akhir titrasi asam-basasebagaipengantiindikator.Alatinidilengkapidenganelektrodekacadan elektrode kalomel atau gabungan dari keduanya (elektrode kombinasi). Skemasusunaneksperimentaluntuksuatutitrasi,denganmenggunakansuatu elektroda gelas (Day, 1998) : Gambar 1. Alat Pengukur pH dalam Potensiometri Elektrodemembrangelassensitifterhadapperubahanjumlahionhidrogen(H+). Untuktitrasiasambasa,setiapperubahaniontersebutdiamati.Melaluikurvahubungan antaravolumepentitervspH,dapatditentukantitikakhirtitrasinya.Padatitikakhirtitrasi terjadilonjakanperubahanpHsecaradrastisdenganperubahanvolumepentiteryangkecil. (Susanti, dkk., 2011) PotensiometrimerupakanaplikasilangsungdaripersamaanNernstyangdilakukan dengancarapengukuranduaelektrodatidakterpolarisasipadakondisiarusnol,yangmana persamaaninimenyatakanadanyahubunganantarapotensialrelatifsuatuelektrodadengan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dalam larutan (Khopkar, 2003).Potensiometrimemilikibeberapakeuntunganyaitucarapotensiometriinisangat berguna ketika tidak ada indikator yang sesuai untuk menentukan titik akhir titrasi, misalkan ketika sampel yang akan dititrasi keruh atau berwarna dan ketika daerah titik ekivalen sangat pendek sehingga tidak ada indikator yang cocok. Biayanya yang relatif murah dan sederhana. Voltmeterdanelektrodajauhlebihmurahdaripadainstrumensaintifikyangpalingmodern. Selain itu, pada saat potensial sel dibaca pada metode potensiometri, tidak terdapat arus yang mengalir dalam larutan dimana arus residual tatanan sel dan efek polarisasi dapat diabaikan. Manfaatpotensiometrisecaraumumyaituuntukmenetapkantetapankesetimbangan. Potensial-potensialyangstabilseringdiperolehdengancukupcepatdanteganganyang mudahdicatatsebagaifungsiwaktu,sehinggapotensiometrikadangjugabermanfaatuntuk pemantauanyangkontinyudantidakdiawasi.Sedangkanmanfaatmetodepotensiometriini dalamanalisisdibidangfarmasiyaitupotensiometridigunakanuntukpenentuantitikakhir titrasipadatitrasiasambasa,titrasiredoks,titrasipengendapandantitrasipembentukan kompleks (Khopkar, 2003). III.ALAT DAN BAHAN 3.1Alat : Pipet volume 5 ml dan 10 ml Labu erlenmeyer 100 ml Beaker glass 100 ml pH meter Buret 25 ml TissueElektrode gelas Magnetic Stirer 3.2Bahan : Larutan NaOH 0,1 NLarutan sampel HCl 0,1 N Asam Oksalat 0,1 N Aquades IV. PELAKSANAAN PERCOBAAN 4.1Penyiapan Larutan : 1. Dibuat larutan pentiter NaOH 0,1 N 2.Dibuat larutan sampel HCl kurang lebih 0,1 N 4.2Pengukuran : 1.Penyiapan buret a. Buret yang sudah bersih dipasang pada statif dengan baik.b. Buret tersebut diisi dengan NaOH sesuai kebutuhan. 2.Titrasi Asam Basaa. Sebanyak 10 ml larutan asam diambil dengan pipet volume 10 ml.b. Dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 25 ml.c. Pelaksanaan titrasi dimulai dengan penambahan pentiter sesuaitabel. V.DATA PENGAMATAN 1. Standarisasi NaOH 0,1 N dengan 10 ml Asam Oksalat 0,1 NIndikator : 3 tetes phenolphtalein TitrasiVolume NaOHPengamatanKesimpulan I11,5 mlUngu mudaSudah mencapai titik akhir titrasi II11,4 mlUngu mudaSudah mencapai titik akhir titrasi 2. Tabel Volume Pentiter dan pH Vol. PentiterpHVol. PentiterpH 2,5 ml2,260,1 ml3,18 2 ml2,370,1 ml3,23 1 ml2,440,1 ml3,28 1 ml2,520,1 ml3,34 1 ml2.630,1 ml3,42 1 ml2,750,2 ml3,65 0,5 ml2,850,2 ml4,28 0,2 ml2,890,5 ml11,08 0,2 ml2,951,0 ml12,49 0,1 ml2,971,0 ml12,87 0,1 ml3,001,0 ml13,06 0,1 ml3,03 0,1 ml3,06 0,1 ml3,10 0,1 ml3,14 VI. PERHITUNGAN 1.Penentuan Normalitas NaOHDiketahui : Volume Asam Oksalat = 10 ml Normalitas Asam Oksalat = 0,1 N Volume NaOH pada titrasi I = 11,5 ml Volume NaOH pada titrasi II = 11,4 ml Ditanya :Normalitas rata-rataNaOH ? Jawab : Molaritas Asam Oksalat H2C2O4 2H+ +C2O4- Valensi H2C2O4 = 2 ekivalen/mol M=N : valensi =0,1 N : 2 ekivalen/mol =0,05 M mol Asam Oksalat M =mol :volume mol=M volume =0,05 M 10 ml =0,500 mmol Persamaan Reaksi Kesetimbangan NaOH dan H2C2O4 Reaksi : H2C2O4.2H2O

+ 2NaOH Na2C2O4 + 4H2O Mula: 0,500 mmol 1,000 mmol-- Bereaksi: 0,500 mmol 1,000 mmol0,500 mmol2,000 mmol Setimbang:- - 0,500 mmol2,000 mmol mol NaOH yang bereaksi=1,000 mmol NaOHNa+ +OH- Valensi NaOH = 1 ekivalen/mol a. Titrasi I Molaritas NaOHI M=mmol : volume =1 mmol:11,5 ml =0,087 M Normalitas NaOHI N=M valensi = 0,087 M1 ekivalen/mol = 0,087 N b. Titrasi II Molaritas NaOH II M=mmol:volume =1 mmol :11,4 ml =0,088 M Normalitas NaOH II N=M valensi = 0,088 M1 ekivalen/mol = 0,088 N c. Normalitas Rata-Rata N NaOHrata-rata = N NaOH I+N NaOH II 2 =0,087 N+0,088 N 2= 0,0875 N Jadi, Normalitas Rata-Rata NaOH adalah 0,0875 N 2.Penentuan Kadar Sampel HCl a. Menentukan turunan kedua dari pH: - turunan pertama: Dari data ke-1 dan data ke-2 : 055 , 02,5 4,52,26 2,37V VpH pHV pH 2 12 1=== Dari data ke-2 dan data ke-3 : 07 , 04,5 5,52,37 2,44V VpH pHV pH 2 12 1=== - turunan kedua: 0,00752,5 4,50,055 0,07V VVpHVpHVpH 1 21 222==|.|

\||.|

\|= Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut: Volume Pentiter (ml) V (ml)pH VpHAA 22VpHAA 2,52,52,26 0,055 2,04,52,370.0075 0.07 1,05,52,440.01 0.08 1,06,52,520.03 0.11 1,07,52,630.01 0.12 1,08,52,750.08 0.2 0,592,850 0.2 0,29,22,890.5 0.3 0,29,42,95-0.5 0.2 0,19,52,971 0.3 0,19,63,000 0.3 0,19,73,030 0.3 0,19,83,061 0.4 0,19,93,100 0.4 0,110,03,140 0.4 0,110,13,181 0.5 0,110,23,230 0.5 0,110,33,281 0.6 0,110,43,342 0.8 0,110,53,423,5 1.15 0,210,73,6510 3.15 0,210,94,2852,25 13.6 0,511,411,08-24.38 1.41 1,012,412,49-1.03 0.38 1,013,412,87-0.19 0.19 1,014,413,06 Kurva Titrasi pH vs Volume024681012142.55.57.5 99.49.69.81010.210.410.711.413.4Volume (mL)pHpH -Volume ekivalen = ( )ml 5 , 038 , 24 25 , 5225 , 529 , 10 +=ml 5 , 063 , 7625 , 529 , 10 += 10,9 + 0,341 =11,241 ml Hal ini berarti bahwa volume NaOHyang diperlukan untuk menetralkan larutan sampel (HCl) tersebut adalah 11,241 ml. Untuk menghitung kadar sampel dapat digunakan cara perhitungan sebagai berikut : Reaksi yang terjadi : NaOH + HCl NaCl + H2O Diketahui :Volume NaOH= 11,241 ml Normalitas NaOH= 0,0875 N Volume Larutan HCl= 10 ml BM HCl= 36,5 mg/mmol Ditanya :a.Mol NaOH= ..? b.Mol HCl = ..? c.Kadar HCl atau sampel =..? Jawab : Reaksi : NaOH + HCl NaCl + H2O a.Normalitas NaOH = 0,0875 N 1 ekivalen NaOH = 1 mol Maka, Molaritas NaOH = N : valensi = 0,0875 N:1 ekivalen/mol = 0,0875 M mmol NaOH = Molaritas NaOH x volume NaOH = 0,0875 M 11,241 ml = 0,984 mmol b.mmol HCl =NaOH mmol 11 = mmol mmol 984 , 0 984 , 011= c.Penentuan Kadar HCl setelah Pengenceran Molaritas HCl = HCl mLHCl mmol =Mmlmmol0197 , 050984 , 0= dalam 50 ml larutan Reaksi :HClH+ +Cl- Diketahui bahwa : 1 ekivalen HCl =1 mol Valensi HCl = 1 ekivalen/mol Maka, Normalitas HCl = Molaritas HCl x valensi HCl = 0,0197 M 1 ekivalen/mol= 0,0197 N Jadi, Normalitas HCl adalah 0,0197 N dalam 50 ml larutan (setelah pengenceran) Massa HCl (mg)= mol HCl x BM HCl = 0,984 mmol 36,5 mg/mmol = 35,916 mg Kadar HCl (mg/ml) = HCl VolumeHCl Massa = mlmg50916 , 35 = mlg1000718 , 0 =0,72 % b/v Jadi, kadar HCl sebesar0,0197 N atau 0,72 % b/v dalam 50 ml d.Penentuan Kadar HCl dalam 10 ml (sampel) Molaritas HCl = HCl mLHCl mmol =Mmlmmol0984 , 010984 , 0= dalam 10 ml larutan Reaksi :HClH+ +Cl- Diketahui bahwa : 1 ekivalen HCl =1 mol Valensi HCl = 1 ekivalen/mol Diketahui bahwa : 1 ekivalen HCl =1 mol Valensi HCl = 1 ekivalen/mol Maka, Normalitas HCl = Molaritas HCl x valensi HCl = 0,0984 M 1 ekivalen/mol= 0,0984 N Jadi, Normalitas HCl adalah 0,0984 N dalam 10 ml larutan (sampel) Massa HCl (mg)= mol HCl x BM HCl = 0,984 mmol 36,5 mg/mmol = 35,916 mg Kadar HCl (mg/ml) = HCl VolumeHCl Massa = mlmg10916 , 35 =mlg10035916 , 0 = 0,36 % b/v Jadi, kadar HCl (sampel) sebesar0,0984 N atau 0,36% b/v dalam 10 ml VII.PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, dilakukan pengukuran kadar sampel,yaitu HCl. Kadar sampelditentukanmelaluimetodetitrasiasambasa.Penentuantitikakhirtitrasipada praktikuminiadalahdenganmetodepotensiometri.Padatitrasiasambasaini, digunakanlarutanbakuNaOH.Sebelumdilakukanpenetapankadardarisampel, dilakukan pembakuan larutan NaOH. NaOH merupakan zatyang tidak stabil di udara, yaitu bersifat higroskopik dan mudah menyerap CO2 di udara (Anonim, 1995) sehingga dapat mengalami perubahan kadar. Oleh karena itu, sebelum digunakan larutan NaOH harusdistandarisasiuntukdapatmenjaminkadarnya.NaOHyangdiketahuimemiliki kadar0,1Ndistandarisasidenganmenggunakanlarutanasamoksalat0,1N.Asam oksalat ini disebut sebagai baku primer karena memiliki tingkat kemurnian yang tinggi (GandjardanRohman,2007).AsamoksalatmerupakansuatuasamlemahdanNaOH merupakansuatubasakuat.TitrasiasamoksalatdenganNaOHakanmenghasilkan garamyang terhidrolisis dalam larutanyangtergantung pada konstanta disosiasi asam. Padatitikekivalen,pHberadadiatas7sehinggaindikatoryangdigunakanadalah fenolftalein.PadapembakuanlarutanNaOH,NaOHsebagaititran(larutanpadaburet)dan asamoksalatsebagaititrat(padaerlenmeyer).Titrasidilakukanduakali.Padatitrasi pertama,volumeNaOHyangdiperlukanuntuktepatbereaksidenganasamoksalat adalah11,5mldanpadatitrasikedua11,4ml.Melaluiperhitungan,didapatkan normalitaslarutanbakuNaOHadalah0,087Npadatitrasipertamadan0,088Npada titrasi kedua dengan rata-rata 0,0875 N.Larutan NaOH ini selanjutnya disebut sebagai baku sekunder yang dapat digunakan untuk menetapkan kadar sampel, yaitu HCl.BerbedadenganpembakuanNaOH,penetapankadarlarutanHCldilakukan melaluititrasiasambasadenganpotensiometri.Sebelumpenetapankadar,larutan sampelHCldipipetsebanyak10ml,kemudiandiencerkandengan40mlaquades. LarutanNaOHyangtelahdibakukandigunakansebagaipentiter.LarutanHCldiatas kemudian dititrasi dengan larutan larutan NaOH 0,0875 N.DidalampHmeterterdapatelektrodegelasyangberfungsisebagaielektrode indikator.Elektrodeindikatoradalahelektrodeyangpotensialnyabergantungpada konsentrassiionyangakanditetapkandandipilihberdasarkanjenissenyawayang hendakditentukan(Widjaja,dkk.,2008).Karenapadapercobaaniniyangditetapkan adalah pH yang memiliki berhubungan dengan konsentrasi ion H+, digunakan elektrode indikator yang potensialnya bergantung pada konsentrasi ion H+, yaitu elektrode gelas.Setiap penambahan larutan NaOH pada volume tertentu, dilakukan pengukuran pHdenganpHmeterdanangkayangditunjukkanolehpHmeterdicatat.Titikakhir titrasi dari larutan HCl sampel ditentukan dengan cara melihat lonjakan perubahan pH yangterjadisecaradrastisdenganperubahanvolumepentiter(larutanNaOH)yang kecil (Susanti, dkk., 2011). Adapun reaksi yang terjadi : NaOH + HCl NaCl + H2O pHmetermerupakanalatyangdigunakanuntukmengukurpHsuatularutan denganprinsipkerjadarialatinimengacupadamekanismekerjadarielektrode membrangelasyangterdapatdidalamnya.SaatelektrodegelaspadapHmeter dicelupkankedalamlarutan,terjadikesetimbanganantaraion-ionhidrogenyang terdapatdibagiantipisbolagelasdanionhidrogenyangterletakdalamlarutanyang diuji.ElektrodeiniakanmembiarkanionH+untukmenembusnya,tetapimenahanionyang lain. Semakin besar konsentrasi ion hidrogen dalam larutan HCl, semakin banyak ionhidrogenyangmasukkedalamlapisangelastadi.Halinimenyebabkanpadasaat awal-awaltitrasi,nilaipHkecil.Denganbertambahnyapentiteryangditambahkan, semakin sedikit ion hidrogen yang terdapat dalam larutan HCl karena ion hidrogen akan bereaksidenganionhidronium(OH-)danmembentukair.Haliniakanmenyebabkan ionhidrogenyangmemasukilapisangelasjugasemakinsedikitsehinggamuatan elektrodegelasberkurang,makanilaipHpunmeningkat.Halinidapatdilihatpada kurva hubungan antara pH dan volume pentiter. pH vs Volume024681012142.55.57.5 99.49.69.81010.210.410.711.413.4Volume (mL)pHpH BerdasarkandatapengamatandibuatkurvaantaravolumepentiterdenganpH, sepertiyangditunjukkanpadakurvadiatas.Padakurvatersebutdapatdilihatadanya lonjakan harga pH secara tiba-tiba. Dari data pengamatan lonjakan pH terjadi yaitu dari pH4,28menjadi11,08.Halinidisebabkanterjadinyatitikekivalendimanaion hidrogenyang berasal dari HCl telah habis bereaksi dengan ion hidroksida (OH-)yang berasal dari NaOH, sehingga tidak terdapat lagi ion hidrogen dan jumlah ion hidroksida menjadi meningkat. Tidak adanya ion hidrogen di dalam elektrode gelas secara tiba-tiba akanmenyebabkanarusyangdihasilkanolehelektrodegelasmenjadimeningkatpula secaratiba-tibadankemudianturunsecaratiba-tibapula.Halinilahyangmemberi sinyalpadapHmeteradanyapeningkatanhargapHsecaratiba-tibadarilarutanHCl yang dititrasi oleh pentiter (larutan NaOH 0,0875 N). Lonjakan harga pH ini terjadi saat titikakhirtitrasitercapaiyaitupadavolumelarutanpentiter(LarutanNaOH0,1N) sebanyak11,4ml.Padatitikekivalen,volumeNaOHyangdiperlukanuntuk menetralkanlarutansampel(HCl)tersebutadalah11,241ml.Darihasiltersebutdapat ditentukankonsentrasiHCldankadarnyadalamlarutansampel.Berdasarkan perhitungandiperolehkonsentrasiHClsebesar0,0984Matau0,0984Ndalam pemipetan 10 ml larutan sampel. Hasil yang diperoleh mendekati konsentrasi HCl yang digunakandalampercobaan,yaitu0,1N.DankadarHCldalamlarutandiperoleh sebesar 0,36% b/v. VIII. Kesimpulan 1.DarikurvahubunganantaravolumepentiterdanpHterlihatadanyalonjakanpH yangdrastisyaitudari4,28menjadi11,08saatvolumepentiter(NaOH0,0875N) ditambahkan dari10,9 menjadi 11,4 ml. 2.Titikakhirtitrasiyangdiperolehadalah11,241ml,dihitungberdasarkanvolume NaOHyang menyebabkan terjadinya lonjakan pH yang drastis3.Kadar HCl yang diperoleh dalam larutan sampel sebesar 0,36% b/v. DAFTAR PUSTAKA Anonim.1995.FarmakopeIndonesiaEdisiKeempat.Jakarta:DepartemenKesehatan Republik Indonesia.Day, R.A dan Underwood A.L. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi ke-6. Jakarta: Erlangga Gandjar, I.G. dan A. Rohman. 2009. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Khopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Penerbit UI Press.Jakarta. Roth, H. J. dan G. Blaschke.1988. Analisis Farmasi. Yogyakarta: UGM Press. Susanti,Pitri,dkk.2011.PetunjukPraktikumKimiaAnalisis.BukitJimbaran:Jurusan Farmasi F MIPA UNUD. Widjaja, I Nyoman Kadjeng, dkk. 2008. Buku Ajar Analisis Fisiko Kimia. Jimbaran: Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana.CARA KERJA DIAGRAM ALIR 1.Standarisasi NaOH 0,1 N Dipipet 10 ml asam oksalat dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer Ditambahkan 3 tetes phenolphtalein Dititrasi dengan NaOH sampai terbentuk warna merah muda Dicatat volume NaOH yang digunakan 2.Penyiapan buret Buret dipasang pada statif Buret diisi larutan NaOH sesuai kebutuhan 3.Titrasi asam basa Di ambil 10 ml HCl Dimasukkan ke dalam beaker glass 100 ml Dititrasi dengan NaOH 0,1 N dengan penambahan pentiter sesuai buku petunjuk Dicek pH dengan menggunakan pH meter yang dicelupkan ke dalam titrat Dicatat pH larutan pada setiap volume larutan NaOH yang ditambahkan Dititrasi hingga terjadi lonjakan pH Volume larutan NaOH pada titik akhir titrasi dicatat dan dihitung kadar larutan HCl