Pengukuran Potensial sel secara tidak langsung

TITRASI POTENSIOMETRI

I.   TUJUAN

Siswa dapat melakukan analisis dengan metode titrasi potensiometri dengan benar.

II.  DASAR TEORI

    Potensiometri adalah metode analisa kimia untuk menentukan potensial listrik dengan menggunakan elektroda dan alat yang digunakan dalam potensiometri ini adalah potensiometer. Potensiometer merupakan aplikasi langsung dari perasaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Persamaan Nernst memberikan hubungan antara potensial relative suatu elektroda dan konsentrasi spesies ioniknya yang sesuai dengan larutan. Dengan pengukuran potensial reversible suatu elektroda,maka perhitungan aktifitas atau konsentrasi suatu komponen dapat dilakukan.

        Potensiometri merupakan salah satu cara pemeriksaan fisik kimia yang menggunakan peralatan listrik untuk mengukur potensial elektroda,besarnya potensial elektroda ini tergantung pada kepekatan ion-ion tertentu dalam larutan.

Beda potensial antara kedua elektroda diukur memakai alat ukur potensial atau alat ukur pH. Salah satu elektroda dinamakan elektroda indicator, elektroda ini peka terhadap perubahan keaktifan salah satu species dalam larutan elektroda indicator dikelompokan menjadi dua kelompok yaitu elektroda logam dengan elektroda membran elektroda lainnya dinamakan elektroda pembanding dengan harga potensial praktis tidak berubah selama berlangsung pengukuran.

II.       ALAT DAN BAHAN

Alat     :

1.   Labu ukur 250 mL

2.   Pipet ukur 250 mL

3.   Labu ukur 100 mL

4.   Pipet tetes

5.   Buret 50 mL

6.   Statip dan klem

7.   Erlenmeyer 250 mL

8.   Corong gelas

9.   Gelas beker 100 mL

10. Gelas beker 250 mL

11. pH meter

12. Stirer magnetik

Bahan :

1.      Larutan HCl 2 N

2.      Larutan HCl 0,1 N

3.      Aquadest

4.      Larutan NaOH 0,1 N

5.      Indikator pp

6.      Indikator MM

IV.            CARA KERJA

1.  Titrasi asam kuat dan basa kuat dengan indikator pp

12,5 ml larutan HCl 2N

1.      Dimasukkan dalam labu ukur 250 ml dan di encerkan dengan aquades

2.      Digojok hingga homogen

3.      Di pipet sebanyak 25ml dan dimasukkan labu ukur 100ml

4.      Ditambahkan aquades hingga tanda batas, digijok hingga homogen

5.      Dipipet sebanyak 50 ml

6.      Dimasukkan kedalam erlemeyer 250 ml

7.      Dititrasi dengan 0,1 N NaOH hingga terjadi perubahan warna menjadi merah muda

Volume NaOH = ..........

2..      Titrasi asam kuat dan basa kuat secara potensiometri

25 ml HCl 0,1 N

1.      Diencerkan dengan aquadest dalam labu ukur 100ml, digojok hingga homogen

2.      Di pipet 50 ml dan dimasukkan ke dalam gelas beker 250 ml

3.      Dimasukkan pH meter yang telah di kalibrasi kedalam larutan HCl dengan membenamkan 1 1/4 di bawah permukaan nya

4.      Disesuaikan pengaduk maknetik nya

5.      Diukur dan direkam pH Larutan

6.      Ditambahkan 5 ml larutan NaOH 0,1 N dari buret dan diukur pH nya

7.      Ditambahkan volume 1 ml sampai titik kesetaraan hampir tercapai dan hingga titik kesetaraan terlewati

8.      Terjadi perubahan pH yang sangat besar

9.      Direkam dua pembacaan ditambah pada kelebihan titran sekitar 5ml dan 10 ml

10.  Dibuat alur data (1) pH vs ml NaOH (2) delta pH?delta V vs ml NaOH dan (3) delta^2 pH / delta V^2 vs ml NaOH

11.  Dicatat volume basa yang diperlukan oleh asam dan tiap alur tersebut

Volume Basa = .........

V.            DATA PENGAMATAN

1.      Titrasi asam kuat dan basa kuat dengan indicator pp.

Volume HCl → 50 mL ditambah 2 tetes indicator pp

Volume NaOH yang dititrasi

-         14,5 mL

-         14,1 mL

Volume rata-rata 14,3 mL

Reaksi yang terjadi

            HCl + NaOH → NaCl + H₂O                            (larutan berwarna merah muda)

2.     Titrasi asam kuat dan basa kuat secara potensiometri

Volume HCl = 25 mL

VI.            ANALISIS DATA

1.      Titrasi asam kuat dan basa kuat dengan indikato pp

HCl            +          NaOH  →         NaCl    +          H₂O       (larutan berwarna pink)

2.      Titrasi asam kuat dan basa kuat secara potensiometri

                                     

VII.  PEMBAHASAN

      Potensiometri adalah suatu teknik analisis yang didasarkan dengan pengukuran potensial suatu sensor atau elektroda.suatu membrane atau permukaan sensor berfungsi sebagai setengah sel elekimia yang menimbulkan potensial sebanding dengan logaritma dari aktivitas atau konsentrasi yang dianalisis. Potensial sel diperoleh dengan mengukur pada keadaan tidak ada arus melalui sel. Potensiometri ini bekerja berdasarkan hokum Nernt.

Prinsip dasar dari metode potensiometri adalah pengukuran potensial suatu larutan dengan menggunakan elektroda dengan zero current. Sementara titrasi potensiometri merupakan salah satu bentuk pengembangan dari metode ini dengan penggunaan titrasi dalam penambahan suatu larutan.

Dalam praktikum ini,nilai potensial yang diukur setiap penambahan volume titran tertentu akan diplotkan menjadi kurva titrasi dan akan didapatkan titik-titik ekuivalen titrasinya. Volume pada titik ekuivalen titrasi tersebut adalah volume titran yang akan digunakan dalam perhitungan selanjutnya.       

        Dalam potensiometri, tidak digunakan indicator karena denganpengukuran potensial larutan sudah bisa didapatkan titik ekuivalen dari kurva (underwood,1998).

Titik akhir titrasi diharapkan mendekati titik ekuivalen sehingga data yang dihasilkan dianggap memiliki kesalahan kecil. Pada praktikum ini selain titrasi potensometri, dilakukan pula titrasi asam kuat basa kuat dengan indicator pp. dimana larutan yang digunakan sama sperti pada titrasi potensiometri yaitu larutan asam kuat HCl 0,1 N dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N.

Pada titrasi dengan pp 50 ml HCl ditambahkan 2 tetes indicator pp. dititrasi dengan NaOH 0,1 N dimana pada titik akhir titrasi terjadi perubahan warna dari tak bewarna menjadi merah muda, titik akhir titrasi dicapai pada penambahan NaOH 0,1 N sebanyak 14,3 N. reaksi yang terjadi :

          

            HCl      +          NaOH                          →                     NaCl

        Pada titrasi potensiometri, metode yang digunakan merupakan ketetapan untuk dapat menemukan titik akhir pada titrasi asam basa secara potensiometri tergantung dari konsentrasi dan kekuatan asam serta basa. Elektroda indicator yang digunnakan pada titrasi asam basa adalah electron membrane gelas yang sensitive terhadap perubahan jumlah ion hydrogen (H+) dan elektroda pembandingnya adalah kalomel. Dalam titrasi asam basa, diamati setiap perubahan ino H+ atau penambahan pH yang ditunjukan pada alat pengukuran pH. Kelebihan dari electron membrane gelas adalah tidak terjadinya kontaminasi sehingga tidak ada permukaan katalis yang kehilangan aktivitasnya. Selain itu nilai-nilai pH dari suatu larutan yang kurang tersangga bisa diukur secara akurat dan akhirnya elektroda jenis ini sangat cocok digunakan untuk memonitor pH secara kontinu pada rentang waktu yang lama (Day and Underwood,1981).

Melalui kurva hubungan antara volume pentiter vs pH dapat ditentukan titik akhir titrasinya dari HCl. Selanjutnya titik akhir titrasi dideteksi dengan menetapkan volume dimana terjadi perubahan potensial yang relative besar ketika ditambahkan volume pentiter yang sedikit selain menggunakan kurva tersebut digunakan pula kurva antara V rata-rata  vs ∆pH dan grafik antara V rata-rata dua  vs ∆2pH/∆V2.

         Pada titrasi potensiometri ini digunakan larutan NaOH 0,1 N sebagai titran dan HCl sebagai titrannya. Sebanyak 50 mL HCl dipipet,kemudian dimasukkan kedalam beker gelas yang berfungsi untuk mengaduk larutan yang akan dititrasi. Titrasi kemudian di mulai dengan menambahkan sejumlah volume NaOH sesuai petunjuk praktikum,dengan alat stirrer yang terus berputar saat titrasi dilakukan agar terhomogenkan untuk menyamakan pH setiap bagian dalam larutan.

Setiap penambahan sejumlah larutan titran, pH kemudian diukur menggunakan potensiometer yang didalamnya terdapat elektroda membrane gelas yang sangat sensitive terhadap perubahan jumlah H+.

Saat elektrod membrane gelas tercelup kedalam campuran larutan HCl dan H2O, terjadi keseimbangan antara ion-ion hydrogen yang terdapat dibagian tipis bola gelas dan ion hydrogen yang terletak dalam larutan yang diuji. Elektroda gelas akan membiarkan ion H+ untuk menembusnya,tetapi menahan ion yang lain. Semakin besar konsentrasi ion hydrogen dalam larutan HCl, semakin banyak ion hydrogen yang masuk kedalam lapisan gelas tadi. Hal ini menyebabkan pada saat awal-awal titrasi,nilai pH kecil. Semakin banyak pentiter yang ditambahkan,semakin sedikit ion hydrogen yang terdapat dalam larutan HCl, karena ion hydrogen bereaksi dengan ion hydroksida (-OH) dan membentuk air.

            Hal ini akan menyebabkan ion hydrogen yang memasuki gelas juga semakin sedikit sehingga muatan elektroda gelas berkurang,maka nilai pHnya meningkat. Hal ini dapat dilihat pada kurva hubungan antara pH dengan volume pentiter. Pada kurva tersebut dapat dilihat bahwa semakin banyak volume larutan NaOH yang ditambahkan kedalam larutan HCl, pH larutan menjadi semakin turun (basa). Lonjakan pH secara drastis terjadi yaitu dari pH 1,31 menjadi 6,68 yaitu volume titra HaOH yang ditambahkan 14 mL. lonjakan pH yang terjadi secara drastis dengan penambahan sedikit volume titran ini menunjukan titik akhir titrasi telah terjadi, dimana perubahan pH ini terjadi ketika adanya penambahan 1 mL larutan pentiter NaOH dari volume 13 mL menjadi 14 mL.

        Lonjakan pH terjadi disebabkan terjadinya titik akhir titrasi dimana ion (H+) dari HCl  telah habis bereaksi dengan ion hydrogen (-OH) dari NaOH. Titik akhir pada titrasi potensiometri terjadi pada pH 6,8 dengan volume 14 sedangkan pada titrasi menggunakan indicator pp titik akhir titrasi pada volume 14,3 mL pada pH ±7.

Selain itu juga dibuat kurva plot antara volume rata-rata (V rata-rata) vs ∆pH/∆V titik akhir titrasi pada kurva (grafik yang berada pada titik puncak,dimana pada percobaan ini titik puncak beradapada volume rata-rata 14,05 dan ∆pH/∆V 6,1.

Dari hasil analisis berdasarkan titrasi potensiometri TAT antara HCl 0.1 N dengan NaOH 0.1 N pada volume NaOH yang dititrasi sebanyak 14,05 atau 14,3 sedangkan berdasarkan titrasi dengan pp didapatkan 14,3 volume NaOH yang dititrasi. Sehingga dari hasil percobaan ini dapat diketahui bahwa titrasi potensiometri dengan titrasi pp ada erat hubungan atau potensiometri dapat digunakan dalam analisis dalam suatu titrasi larutan.

VII      KESIMPULAN

a.       Potensiometri adalah metode analisa kimia untuk menentukan potensial listrik dengan menggunakan elektroda dan alat yang digunakan dalam potensiometri adalah potensiometer. Potensiometri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nerst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisai pada konsisi arus nol.

b.      Potensiometri merupakan salah satu cara pemeriksaan fisik kimia yang menggunakan peralatan listrik untuk mengukur potensial elektroda, besarnya potensial elektroda ini tergantung pada kepekatan ion-ion tertentu dalam larutan.