Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan

Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan – Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa. Reaksi ini menghasilkan air dan suatu garam. Misalnya, jikalau Anda sakit maag akhir asam lambung berlebih, Anda membutuhkan antasid yang dapat menetralkannya. Sama halnya dengan pH darah insan yang harus tetap netral (pH = 7). Hal ini dikendalikan oleh adanya reaksi kesetimbangan yang terlibat antara asam basa konjugat (H2CO3 dan HCO3). Bagaimanakah menghitung pH campuran asam basa? Bagaimanakah menentukan suatu reaksi telah mencapai titik setara? Untuk menjawab pertanyaan itu, Anda harus mengetahui berapa konsentrasi ion-ion dari masing-masing pereaksi.
Perhitungan kimia dalam larutan melibatkan konsentrasi molar ion-ion dalam larutan dapat ditentukan melalui teknik titrasi. Titrasi asam basa merupakan salah satu jenis dari titrasi. Bagaimanakah metode pengukurannya? Kemudian, bagaimanakah penerapannya? Anda akan menemukan jawabannya setelah mempelajari adegan ini.

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Peta konsep stoikiometri.
A. Reaksi dalam Larutan
Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentuk endapan, gas, dan penetralan muatan listrik. Ketiga reaksi tersebut umumnya tergolong reaksi metatesis yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Oleh karena itu, Anda perlu mengetahui lebih jauh ihwal ion-ion dalam larutan.
1.1. Persamaan Ion dan Molekul
Selama ini, Anda menuliskan reaksi-reaksi kimia di dalam larutan dalam bentuk molekuler. Contoh, reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Persamaan reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)
Persamaan reaksi ini disebut persamaan molekuler alasannya yaitu zat-zat yang bereaksi ditulis dalam bentuk molekul. Persamaan molekul tidak menunjukkan petunjuk bahwa reaksi itu melibatkan ion-ion dalam larutan, padahal Ca(OH)2 dan Na2CO3 di dalam air berupa ion-ion. Ion-ion yang terlibat dalam reaksi tersebut yaitu ion Ca2+ dan ion OH yang berasal dari Ca(OH)2 , serta ion Na+ dan ion CO32– yang berasal dari Na2CO3(aq) . Persamaan reaksi dalam bentuk ion ditulis sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH(aq) → 2Na+(aq ) + 2OH(aq) + CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion, yaitu suatu persamaan reaksi yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Petunjuk pengubahan persamaan molekuler menjadi persamaan ion yaitu sebagai berikut.
  1. Zat-zat ionik, menyerupai NaCl umumnya ditulis sebagai ion-ion. Ciri-ciri zat ionik dalam persamaan reaksi menggunakan fasa (aq) .
  2. Zat-zat yang tidak larut (endapan) ditulis sebagai rumus senyawa. Ciri dalam persamaan reaksi dinyatakan dengan fasa (s). 
Dalam persamaan ionik, ion-ion yang muncul di kedua ruas disebut ion spektator (ion penonton), yaitu ion-ion yang tidak turut terlibat dalam reaksi kimia. Ion-ion spektator dapat dihilangkan dari persamaan ion. Contohnya, sebagai berikut.
 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Sehingga persamaan dapat ditulis menjadi:
Ca2+(aq) + CO32–(aq) → CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion bersih. Dalam hal ini, ion OH dan ion Na+ tergolong ion-ion spektator.
Contoh Penulisan Persamaan Ion Bersih (1) :
Tuliskan persamaan ion bersih dari persamaan molekuler berikut.
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Pembahasan :
Natrium karbonat dalam air terurai membentuk ion-ion Na+ dan CO32–. HCl juga terurai dalam air menjadi ion H+ dan Cl. Setelah terjadi reaksi, hanya NaCl yang tetap berada dalam bentuk ion-ion, yaitu Na+ dan Cl, sedangkan yang lainnya berupa cairan murni dan gas. Karena Na+ dan Cl tetap sebagai ion, ion-ion ini disebut ion spektator.
Dengan demikian, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
H+(aq) + CO32–(aq) → H2O(l) + CO2(g)
Contoh Soal UMPTN 2001 :
Reaksi antara reaksi Pb(NO3)2 dan H2SO4 dalam larutan paling tepat diberikan oleh persamaan ….
A. Pb(NO3)2(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(aq) + 2NO3(aq)
B. Pb(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) → PbSO4(s) + 2HNO3(aq)
C. Pb2+(aq) + SO42- (aq) → PbSO4(s)
D. Pb2+(aq) + H2SO4(aq )→ PbSO4(s) + 2H+(aq)
E. Pb(NO3)2(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s) + 2NO3(aq)
Pembahasan :
Pb(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) → PbSO4(s) + 2HNO3(aq)
Reaksi ionnya yaitu :
Pb2+(aq) + 2NO3(aq) + 2H+(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s) + 2H+(aq) + 2NO3(aq)

atau, 
Pb2+(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s)
Jadi, jawabannya (C).
1.1.1. Reaksi Pengendapan
Reaksi dalam larutan tergolong reaksi pengendapan jikalau salah satu produk reaksi tidak larut di dalam air. Contoh zat yang tidak larut di dalam air, yaitu CaCO3 dan BaCO3. Untuk mengetahui kelarutan suatu zat diharapkan pengetahuan empirik sebagai hasil pengukuran terhadap aneka macam zat.

MgCl2 akan mengendap jika Mg(NO3)2 direaksikan dengan HCl.

Perhatikanlah reaksi antara kalsium klorida dan natrium fosfat berikut.

3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl
NaCl akan larut di dalam air, sedangkan Ca3(PO4)2 tidak larut. Senyawa-senyawa fosfat sebagian besar larut dalam air, kecuali senyawa fosfat dari natrium, kalium, dan amonium. Oleh karena itu, persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut.
3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) → Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)
Dengan menghilangkan ion-ion spektator dalam persamaan reaksi itu, perasamaan ion bersih dari reaksi dapat diperoleh.
3Ca2+(aq) + 2PO43–(aq) → Ca3(PO4)2(s)
Contoh Soal Meramalkan Reaksi Pembentukan Endapan (2) :
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ion bersih dari reaksi berikut.
Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Penyelesaian :
Menurut data empirik diketahui aluminium sulfat larut, sedangkan aluminium hidroksida tidak larut. Oleh karena itu, reaksi pengendapan akan terjadi.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)
Untuk memperoleh persamaan ion bersih, tuliskan zat yang larut sebagai ion-ion dan ion-ion spektator diabaikan.
2Al3+(a ) + 3SO42–(aq) + 6Na+(aq) + 6OH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) +3SO42–(aq)
 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Jadi, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
Al3+(aq) + 3OH(aq) → Al(OH)3(s)
1.1.2. Reaksi Pembentukan Gas
Reaksi Mg dengan asam sulfat merupakan reaksi kimia yang menghasilkan gas.

Reaksi kimia dalam larutan, selain dapat membentuk endapan juga ada yang menghasilkan gas. Misalnya, reaksi antara natrium dan asam klorida membentuk gas hidrogen. Persamaan reaksinya:

Na(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2(g)
Beberapa reaksi yang menghasilkan gas disajikan pada tabel berikut.
Tabel 1. Beberapa Contoh Reaksi yang Menghasilkan Gas
Jenis Gas
Contoh Reaksi
CO2
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
H2S
Na2S(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2S(g)
SO2
Na2SO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g)
Contoh Soal Reaksi Kimia yang Menghasilkan Gas (3) :
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.
Jawaban :
Reaksi metatesisnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S(g)
Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2 larut. Dengan demikian, persamaan ionnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2S(g)
Untuk mengetahui reaksi kimia yang terjadi dalam larutan, Anda dapat melaksanakan aktivitas berikut.
Praktikum Kimia Reaksi Kimia dalam Larutan (1) :
Tujuan :
Mengamati perubahan reaksi dalam larutan.
Alat :
  1. Tabung reaksi
  2. Pipet tetes
Bahan :
  1. Larutan CuSO4 0,1 M 5. Serbuk Na2CO3
  2. Larutan NaOH 0,1 M 6. Metanol
  3. Larutan NH3 0,5 M 7. H2SO4 pekat
  4. Larutan HCl 0,5 M 8. KMnO4
Langkah Kerja :
  1. Masukkan larutan CuSO4 0,1 M ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan NaOH 0,1 M. Amati perubahan yang terjadi.
  2. Masukkan larutan NH3 0,1 M tetes demi tetes ke dalam larutan yang berisi larutan CuSO4 0,1 M. Amati perubahan yang terjadi.
  3. Masukkan serbuk Na2CO3 ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan HCl 0,5 M. Amati perubahan yang terjadi.
  4. Masukkan H2SO4 pekat dengan cara mengalirkan tetesannya melalui dinding tabung reaksi yang berisi metanol secara hati-hati hingga terbentuk dua lapisan (jangan dikocok), kemudian tambahkan beberapa butir KMnO4. Amati perubahan yang terjadi.
Pertanyaan :
  1. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi dalam bentuk molekuler dan persamaan ion bersihnya.
  2. Apakah yang dapat Anda simpulkan dari percobaan tersebut. Diskusikan dengan teman-teman Anda?
1.2. Reaksi Penetralan Asam Basa
Apa yang terjadi jikalau asam direaksikan dengan basa? Untuk mengetahui hal ini, lakukanlah percobaan berikut.
Praktikum Kimia Reaksi Penetralan Asam Basa (2) :
Tujuan :
Mengamati reaksi penetralan asam basa.
Alat :
  1. Indikator universal
  2. Gelas kimia
Bahan :
  1. 25 mL HCl 0,1 M
  2. 25 mL NaOH 0,1 M
Langkah Kerja :
  1. Tentukan pH 25 mL HCl 0,1 M yang disimpan dalam gelas kimia 1 dengan menggunakan indikator universal.
  2. Tentukan pH 25 mL NaOH 0,1 M yang disimpan dalam gelas kimia 2 dengan menggunakan indikator universal.
  3. Campurkan kedua larutan tersebut dan kocok. Ukurlah kembali pH larutan yang telah dicampurkan.
Pertanyaan :
  1. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi dalam bentuk molekuler dan persamaan ion bersihnya.
  2. Berapakah pH larutan masing-masing larutan?
  3. Apakah pH campuran mendekati nilai 7 (pH netral)?
Di dalam air, asam berpengaruh terurai membentuk ion H+ dan ion sisa asam. Keberadaan ion H+ dalam larutan asam ditunjukkan oleh nilai pH yang rendah (pH = –log [H+] < 7).
Dalam larutan basa akan terbentuk ion OH dan ion sisa basa. Keberadaan ion OH dalam larutan basa ditunjukkan oleh nilai pH yang tinggi (pH = 14 – pOH > 7).
Jika larutan asam dan basa dicampurkan akan terjadi reaksi penetralan ion H+ dan OH . Bukti terjadinya reaksi penetralan ini ditunjukkan oleh nilai H mendekati 7 (pH ≈ 7). Nilai pH ≈ 7 menunjukkan tidak ada lagi ion H+ dari asam dan ion OH dari basa selain ion H+ dan OH hasil ionisasi air. Dengan demikian, pada dasarnya reaksi asam basa yaitu reaksi penetralan ion H+ dan OH . Persamaan reaksi molekulernya:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Persamaan reaksi ionnya :
H+(aq) + Cl(aq) + Na+(aq) + OH(aq) → Na+(aq) + Cl(aq) + H2O(l)
Persamaan ion bersihnya :
H+(aq) + OH(aq) → H2O(l)
Reaksi asam basa disebut juga reaksi penggaraman alasannya yaitu dalam reaksi asam basa selalu dihasilkan garam. Pada reaksi HCl dan NaOH dihasilkan garam dapur (NaCl).
Beberapa pola reaksi penetralan asam basa atau reaksi pembentukan garam sebagai berikut.
a. H2SO4(aq) + Mg(OH)2(aq) → MgSO4(aq) + 2H2O(l)
b. HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2O(l)
c. HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O(l)
1.3. Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan
Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan yaitu apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut.
  1. Tuliskan persamaan reaksi setara.
  2. Ubah besaran yang diketahui ke satuan mol.
  3. Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan kimia setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol.
  4. Ubah satuan mol ke dalam besaran yang ditanyakan.
Contoh Soal Menentukan Volume Pereaksi (4) :
Berapa mililiter NaOH 0,25 M harus ditambahkan biar bereaksi tepat dengan 25 mL H2SO4 0,1 M.
Jawaban :
Tahap 1: Tuliskan persamaan kimia.
H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
Tahap 2: Ubah besaran yang diketahui ke dalam satuan mol.
 x 25 mL H2SO4 = 2,5 × 10–3 mol H2SO4
Tahap 3:Tentukan rasio stoikiometri (RS) reaksi untuk menentukan jumlah mol yang dicari.
 x 2,5 × 10–3 mol H2SO4 = 5 × 10–3 mol NaOH
Tahap 4: Ubah satuan mol ke dalam satuan yang ditanyakan.
Volume NaOH =   x 1.000 mL larutan = 20 mL
Jadi, volume NaOH 0,25 M yang harus ditambahkan yaitu 20 mL.
Contoh Soal Menentukan Berat Hasil Reaksi (5) :
Jika 25 mL larutan BaCl2 0,1 M direaksikan dengan 25 mL larutan Na2SO4 0,25 M, berapakah massa BaSO4 yang diendapkan?
Penyelesaian :
Tahap 1: Tuliskan persamaan kimia.
BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2NaCl(aq)
Tahap 2–3: Ubah konsentrasi masing-masing pereaksi ke dalam satuan mol, tentukan pereaksi pembatas, tentukan nilai RS, dan hitung jumlah mol BaSO4.
Jumlah mol BaCl2 :
 x 0,1 mol BaCl2 = 2,5 × 10–3 mol
Jumlah mol Na2SO4 :
 x 0,25 mol Na2SO4 = 6,25 × 10–3 mol
Jumlah mol pereaksi paling sedikit menjadi pereaksi pembatas. Dalam reaksi ini adalah BaCl2 . Oleh karena itu, jumlah mol BaSO4 ditentukan oleh BaCl2 .
Jumlah mol BaSO4 = RS × mol BaCl2
 x 2,5 × 10–3 mol BaCl2 = 2,5 × 10–3 mol
Tahap 4: Hitung massa BaSO4 yang terbentuk.
Massa molar BaSO4 = 233 g mol–1
Massa BaSO4 = 233 g mol–1 × 2,5 × 10–3 mol = 0,58 g
Jadi, massa BaSO4 yang terbentuk yaitu 0,58 g.
Contoh Soal SPMB 2005 :

Berapakah pH larutan yang diperoleh dengan mencampurkan 50 mL HNO3 0,2 M dan 50 mL KOH 0,4 M?

A. 2
B. 5
C. 7
D. 10
E. 13

Pembahasan :

Persamaan reaksi :

HNO3 + KOH→ KNO3 + H2O

mmol awal
10
20
mmol bereaksi
10
10
10
mmol sisa
0
10
10

Zat tersisa basa berpengaruh =  = 0,1 M (pOH = 1)

maka pH basa berpengaruh yaitu …

pH = 14 – pOH = 14 – 1 = 13

Jadi, jawabannya (E).

1.4. Perhitungan pH Campuran

Jika larutan asam atau basa dicampurkan dengan larutan asam atau basa yang sejenis atau berbeda jenis maka konsentrasi asam atau basa dalam larutan itu akan berubah. Perubahan konsentrasi ini tentu akan mengubah pH larutan hasil pencampuran. Perhatikan contoh-contoh berikut.
Contoh Soal Menghitung pH Campuran Asam yang Sama (6) :
Sebanyak 50 mL larutan HCl 0,1 M dicampurkan dengan 100 mL larutan HCl 0,5 M. Berapakah pH larutan sebelum dan sesudah dicampurkan?
Jawaban :
pH 50 mL larutan HCl 0,1 M = –log [H+] = 1,0
pH 100 mL larutan HCl 0,5 M = –log (0,5) = 0,3
Setelah dicampurkan, volume campuran menjadi 150 mL. Jumlah mol HCl dalam campuran sebagai berikut.
50 mL × 0,1 mmol mL–1 HCl = 5 mmol
100mL × 0,5 mmol mL–1 HCl = 50 mmol
Konsentrasi molar HCl dalam campuran =  = 0,367 M
Jadi, pH campuran = –log [0,367] = 0,44
Pencampuran larutan asam dan basa akan membentuk reaksi penetralan. Jika jumlah mol asam dan basa dalam campuran itu sama, terjadilah penetralan tepat sehingga pH larutan sama dengan 7. Tetapi, jikalau terdapat salah satu pereaksi berlebih, kelebihannya akan menentukan pH larutan hasil pencampuran.
Contoh Soal Menghitung pH Campuran Asam dan Basa (7) :
Jika 25 mL HCl 0,5 M dicampurkan dengan 50 mL NaOH 0,1 M, bagaimanakah pH hasil pencampuran?
Pembahasan :
Untuk mengetahui nilai pH campuran asam basa, perlu ditentukan jumlah mol asam atau basa yang berlebih setelah terjadi reaksi penetralan.
H+(aq) + OH(aq) → H2O(l)
Jumlah mol ion H+ dalam HCl = 25 mL × 0,5 mmol mL–1 = 12,5 mmol
Jumlah mol ion OH dalam NaOH = 50 mL × 0,1 mmol mL–1 = 5 mmol
Seluruh ion OH dinetralkan oleh ion H+ sehingga sisa ion H+ dalam larutan sebanyak 7,5 mmol. Karena volume campuran 75 mL maka konsentrasi molar ion H+ sisa :
[H+] =   = 0,1 M
Dengan demikian, pH campuran = –log (0,1) = 1.
Reaksi Penetralan di Lambung
Pernahkah Anda sakit maag? Maag terjadi karena kelebihan asam lambung (HCl) sehingga lambung terasa sakit. Mengapa? Hal ini terjadi karena dinding lambung mengalami peradangan. Untuk menetralkan kelebihan asam lambung tersebut digunakan suatu basa yang dinamakan antasida sehingga rasa nyeri pada lambung akan berkurang. Contoh suatu antasida di antaranya adalah Al(OH)3, Mg(OH)2, dan CaCO3.(Sumber: Introductory Chemistry, 1997)
B. Titrasi Asam Basa
Titrasi yaitu suatu metode untuk menentukan konsentrasi zat di dalam larutan. Titrasi dilakukan dengan cara mereaksikan larutan tersebut dengan larutan yang sudah diketahui konsentrasinya. Reaksi dilakukan secara bertahap (tetes demi tetes) hingga tepat mencapai titik stoikiometri atau titik setara. Ada beberapa macam titrasi bergantung pada jenis reaksinya, menyerupai titrasi asam basa, titrasi permanganometri, titrasi argentometri, dan titrasi iodometri. Pada topik berikut akan diuraikan mengenai titrasi asam basa.
2.1. Indikator Asam Basa
Dalam titrasi asam basa, zat-zat yang bereaksi umumnya tidak berwarna sehingga Anda tidak tahu kapan titik stoikiometri tercapai. Misalnya, larutan HCl dan larutan NaOH, keduanya tidak berwarna dan setelah bereaksi, larutan NaCl yang terbentuk juga tidak berwarna.
Untuk menandai bahwa titik setara pada titrasi telah dicapai digunakan indikator atau penunjuk. Indikator ini harus berubah warna pada ketika titik setara tercapai. Apakah indikator asam basa itu? Indikator asam basa yaitu petunjuk ihwal perubahan pH dari suatu larutan asam atau basa. Indikator bekerja berdasarkan perubahan warna indikator pada rentang pH tertentu. Anda tentu mengenal kertas lakmus, yaitu salah satu indikator asam basa. Lakmus merah berubah warna menjadi biru jikalau dicelupkan ke dalam larutan basa. Lakmus biru bermetamorfosis merah jikalau dicelupkan ke dalam larutan asam.

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Trayek pH beberapa larutan.
Terdapat beberapa indikator yang memiliki trayek perubahan warna cukup akurat akhir pH larutan berubah, menyerupai indikator metil jingga, metil merah, fenolftalein, alizarin kuning, dan brom timol biru. 
Kertas lakmus memiliki trayek pH kurang akurat dibandingkan indikator lain. Trayek pH dari kertas lakmus sekitar pH 5 – 9.
Untuk mengetahui pada pH berapa suatu indikator berubah warna (trayek pH indikator), Anda dapat melaksanakan percobaan berikut.
Praktikum Kimia Perubahan Warna Indikator (3) :
Tujuan :
Mengamati pH suatu indikator berubah warna.
Alat :
Tabung reaksi
Bahan :
  1. Indikator 
  2. Larutan asam 
  3. Larutan basa
  4. Larutan netral
Langkah Kerja :
  1. Isilah 14 tabung reaksi dengan larutan pH = 1 hingga pH = 14.
  2. Tambahkan 1 tetes indikator (setiap kelompok kerja menggunakan indikator yang berbeda).
  3. Amatilah perubahan warna pada larutan dan catatlah pada pH berapa indikator tersebut berubah warna.
Pertanyaan :
  1. Pada pH berapakah indikator yang Anda gunakan berubah warna?
  2. Mengapa suatu indikator akan berubah warna pada pH yang tertentu saja?
Data hasil percobaan ditabulasikan ke dalam bentuk tabel menyerupai berikut.
Tabel 2. Warna pH Hasil Percobaan dengan Beberapa Indikator

Indikator
Warna pada pH Rendah
Trayek pH
Warna pada pH Tinggi
Brom fenol biru
Kuning
4 – 5,5
Biru
Brom timol biru
Kuning
6 – 8
Biru
Fenolftalein
Takberwarna
8,5 – 10
Merah jambu
Alizarin kuning
Kuning
10 – 12
Merah
Sumber : General Chemistry, 1990
Indikator asam basa umumnya berupa molekul organik yang bersifat asam lemah dengan rumus HIn. Indikator menunjukkan warna tertentu ketika ion H+ dari larutan asam terikat pada molekul HIn dan berbeda warna ketika ion H+ dilepaskan dari molekul HIn menjadi In . Salah satu indikator asam basa yaitu fenolftalein (PP), indikator ini banyak digunakan karena harganya murah. Indikator PP tidak berwarna dalam bentuk HIn (asam) dan berwarna merah jambu dalam bentuk In (basa). Perhatikan struktur fenolftalein berikut.

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Bentuk asam (HIn), tidak berwarna.
 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Bentuk basa (In–), merah jambu.

Untuk mengetahui bagaimana indikator bekerja, perhatikan reaksi kesetimbangan berikut yang menyatakan indikator HIn sebagai asam lemah dengan Ka = 1,0 × 10–8.

Jika ke dalam larutan ditetesi indikator pada pH = 3 atau [H+] = 1,0 × 10–3 M, dihasilkan perbandingan :

Perbandingan tersebut menunjukkan bahwa struktur yang lebih mayoritas yaitu bentuk HIn (tidak berwarna).
Jika ion OH (basa) ditambahkan ke dalam larutan, [H+] berkurang dan posisi kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan In . Ini berarti mengubah HIn menjadi In . Jika ion OH ditambahkan terus, bentuk In dominan dan larutan berwarna merah jambu.

2.2. Titrasi Asam Basa
Dalam melaksanakan titrasi, larutan yang dititrasi, disebut titrat dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer (biasanya larutan asam), sedangkan larutan pentitrasi, disebut titran (biasanya larutan basa) dimasukkan ke dalam buret. Titran dituangkan dari buret tetes demi tetes ke dalam larutan titrat hingga titik stoikiometri tercapai (lihat Gambar 1). Oleh karena kemampuan mata kita terbatas dalam mengamati warna larutan maka penggunaan indikator dalam titrasi asam basa selalu mengandung risiko kesalahan. Jika indikator PP digunakan pada titrasi HCl–NaOH maka pada ketika titik setara tercapai (pH = 7) indikator PP belum berubah warna dan akan berubah warna ketika pH 8.

Cara melaksanakan titrasi (tangan kanan menggoyangkan labu, tangan kiri memegang kran buret).

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Gambar 1. Set alat untuk titrasi asam basa.
Jadi, ada kesalahan titrasi yang tidak dapat dihindari sehingga pada waktu Anda menghentikan titrasi (titik selesai titrasi) ditandai dengan warna larutan agak merah jambu, adapun titik setara sudah dilampaui. Dengan kata lain, titik selesai titrasi tidak sama dengan titik stoikiometri. Jika dalam titrasi HCl–NaOH menggunakan indikator brom timol biru (BTB), dimana trayek pH indikator ini yaitu 6 (kuning) dan 8 (biru) maka pada ketika titik setara tercapai (pH =7) warna larutan campuran menjadi hijau. Kekurangan yang utama dari indikator BTB yaitu mengamati warna hijau tepat pada pH = 7 sangat sukar, mungkin lebih atau kurang dari 7.

Alat yang diharapkan untuk titrasi, di antaranya buret, labu erlenmeyer, statif, dan pipet volume. Lakukanlah aktivitas berikut.

Praktikum Kimia Titrasi Asam Basa (4) :

Tujuan :

Menentukan konsentrasi asam (HCl) dengan cara titrasi asam basa.

Alat :

  1. Buret
  2. Statif
  3. Erlenmeyer
  4. Pipet volume

Bahan :

  1. Larutan HCl
  2. Larutan NaOH 0,1 M
  3. Indikator fenoftalein

Langkah Kerja :

  1. Masukkan larutan NaOH 0,1 M ke dalam buret hingga volumenya terukur.
  2. Pipet 10 mL larutan HCl, kemudian masukkan ke dalam labu erlenmeyer. Tambahkan 2 tetes indikator fenolftalein.
  3. Lakukan tirasi dengan cara memasukkan larutan NaOH dari buret ke dalam labu erlenmeyer setetes demi setetes.
  4. Hentikan titrasi ketika campuran dalam labu erlenmeyer akan berubah warna (hampir merah muda).
  5. Lakukan percobaan tiga kali (triplo). Hitung rata-rata volume NaOH yang diharapkan untuk menetralkan larutan HCl.

Pertanyaan :

  1. Mengapa titrasi harus dihentikan ketika campuran berubah warna?
  2. Jika volume NaOH yang diharapkan 10 mL, berapakah konsentrasi HCl yang dititrasi?
  3. Diskusikan hasil pengamatan percobaan ini dengan teman-teman Anda.

Titrasi asam basa pada dasarnya yaitu reaksi penetralan asam oleh basa atau sebaliknya. Persamaan ion bersihnya :

H+(aq) + OH(aq) → H2O(l)

Ketika campuran berubah warna, itu menunjukkan ion H+ dalam larutan HCl telah dinetralkan seluruhnya oleh ion OH dari NaOH. Jika larutan NaOH ditambahkan terus, dalam campuran akan kelebihan ion OH (ditunjukkan oleh warna larutan merah jambu).

Berikut akan dibahas cara perhitungan titrasi asam berpengaruh oleh basa kuat, misalnya 50 mL larutan HCl 0,1 M oleh NaOH 0,1 M. Kemudian, menghitung pH larutan pada titik-titik tertentu selama titrasi.

a. Sebelum NaOH Ditambahkan

HCl yaitu asam berpengaruh dan di dalam air terionisasi tepat sehingga larutan mengandung spesi utama : H+ , Cl , dan H2O . Nilai pH ditentukan oleh jumlah H+ dari HCl. Karena konsentrasi awal HCl 0,1 M, larutan HCl tersebut mengandung 0,1 M H+ dengan nilai pH = 1 (Gambar 2).

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Sebelum NaOH ditambahkan, dalam larutan hanya ada ion H+ dan Cl.

b. Penambahan 10 mL NaOH 0,1 M

Dengan penambahan NaOH, berarti menetralkan ion H+ oleh ion OH sehingga konsentrasi ion H+ berkurang. Dalam campuran reaksi, sebanyak (10 mL × 0,1 M = 1 mmol) OH yang ditambahkan bereaksi dengan 1 mmol H+ membentuk H2O .

Tabel 3. Pengaruh Penambahan OH terhadap Konsentrasi H+ .

Konsentrasi (M)
H(aq)
Penambahan OH (aq)
Sebelum reaksi
50 mL × 0,1 M = 5 mmol
10 mL × 0,1 M = 1 mmol
Setelah reaksi
(5 – 1) mmol = 4 mmol
(1 – 1) mmol = 0

Setelah terjadi reaksi, larutan mengandung: H+Cl , Na+ , dan H2O . Nilai pH ditentukan oleh [H+] sisa :

[H+] =  =  = 0,07 M

pH = – log (0,07) = 1,18.

c. Penambahan 10 mL NaOH 0,1 M Berikutnya

Pada penambahan 10 mL NaOH 0,1 M berikutnya akan terjadi perubahan konsentrasi pada H+ (Gambar 3).

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Gambar 3. Penambahan NaOH belum dapat menetralkan semua ion ion H+ dalam larutan HCl.

Perhatikan tabel berikut.

Tabel 4. Pengaruh Penambahan OH Berikutnya terhadap Konsentrasi H+ .

Konsentrasi (M)
H(aq)
Penambahan OH (aq)
Sebelum reaksi
4 mmol (sisa sebelumnya)
10 mL × 0,1 M = 1 mmol
Setelah reaksi
(4 – 1) mmol = 3 mmol
(1 – 1) mmol = 0

Setelah terjadi reaksi, nilai pH ditentukan oleh [H+] sisa :

[H+] =  = 0,04 M
pH = –log (0,04) = 1,37.

d. Penambahan NaOH 0,1 M Sampai 50 mL

Pada titik ini, jumlah NaOH yang ditambahkan yaitu 50 mL × 0,1 M = 5 mmol dan jumlah HCl total yaitu 50 mL × 0,1 M = 5 mmol. Jadi, pada titik ini ion H+ tepat dinetralkan oleh ion OH . Titik dimana terjadi netralisasi secara tepat dinamakan titik stoikiometri atau titik ekui alen. Pada titik ini, spesi utama yang terdapat dalam larutan adalah Na+, Cl, dan H2O. Karena Na+ dan Cl tidak memiliki sifat asam atau basa, larutan bersifat netral atau memiliki nilai pH = 7 (Gambar 3).

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Gambar 4. Semua ion H+ dapat dinetralkan oleh ion OH(titik ekuivalen).

e. Penambahan NaOH 0,1 M Berlebih (sampai 75 mL)

Penambahan NaOH 0,1 M berlebih menjadikan pH pada larutan menjadi basa karena lebih banyak konsentrasi OH dibandingkan H+ .

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Gambar 5. Penambahan NaOH setelah titik setara mengubah pH sangat drastis.

Perhatikan tabel berikut.

Tabel 5. Pengaruh Penambahan OH Berlebih terhadap Konsentrasi Larutan

Konsentrasi (M)
H(aq)
Penambahan OH (aq)
Sebelum reaksi
5 mmol (jumlah awal)
75 mL × 0,1 M = 7,5 mmol
Setelah reaksi
0
(7,5 – 5) mmol = 2,5 mmol

Setelah bereaksi, ion OH yang ditambahkan berlebih sehingga dapat menentukan pH larutan.

[OH] =  =  = 0,02 M

pOH = – log (0,02) = 1,7

pH larutan = 14 – pOH = 12,3

Hasil perhitungan selanjutnya disusun ke dalam bentuk kurva yang menyatakan penambahan konsentrasi NaOH terhadap pH larutan menyerupai ditunjukkan pada Gambar 6.

 Hampir semua reaksi kimia yaitu reaksi penetralan asam basa Pengertian Rumus Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa, Reaksi, Kimia, Contoh Soal, Pembahasan, Persamaan, Praktikum, Perhitungan
Gambar 6. Tabel dan kurva penambahan konsentrasi NaOH terhadap pH larutan.

Pada mulanya perubahan pH sangat lamban, tetapi ketika mendekati titik ekuivalen perubahannya drastis. Gejala ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Pada awal titrasi, terdapat sejumlah besar H+ dalam larutan. Pada penambahan sedikit ion OH , pH berubah sedikit, tetapi mendekati titik ekuivalen, konsentrasi H+ relatif sedikit sehingga penambahan sejumlah kecil OH dapat mengubah pH yang sangat besar.

Kurva pH titrasi asam-basa memiliki ciri :

(1) Bentuk kurva selalu berupa sigmoid
(2) Pada titik setara, pH sama dengan 7.
(3) Ketika mendekati titik ekuivalen, bentuk kurva tajam.

Titik selesai titrasi dapat sama atau berbeda dengan titik ekuivalen bergantung pada indikator yang digunakan. Jika indikator yang dipakai memiliki trayek pH 6–8 (indikator BTB), mungkin titik selesai titrasi sama dengan titik ekuivalen.

Titik selesai titrasi yaitu ketika titrasi dihentikan ketika campuran tepat berubah warna. Pada umumnya, pH pada titik selesai titrasi lebih besar dari pH titik ekuivalen alasannya yaitu pada ketika titik ekuivalen tercapai, larutan belum berubah warna apabila indikator yang digunakan yaitu fenolftalein.

Contoh Soal Menghitung pH Titrasi Asam Basa (6) :

Sebanyak 25 mL larutan HCl 0,1 M dititrasi dengan NaOH 0,1 M. Hitung pH larutan:

a. sebelum penambahan NaOH
b. setelah penambahan NaOH 25 mL

Jawaban :

a. Nilai pH ditentukan oleh jumlah H+ dari HCl. Konsentrasi awal HCl = 0,1 M maka larutan akan mengandung 0,1 M H+.

[H+] = 0,1 M dan pH = 1.

b. Jumlah NaOH yang ditambahkan yaitu :

25 mL × 0,1 M = 2,5 mmol.

Jumlah asam klorida mula-mula yaitu :

25 mL × 0,1 M = 2,5 mmol.

Ion OH yang ditambahkan bereaksi tepat dengan H+, ketika [H+] = [OH]. Pada titik ini dinamakan titik ekuivalen titrasi. Pada titik ekuivalen, konsentrasi H+ yang terdapat dalam larutan hanya berasal dari ionisasi air. Jadi, pH = 7.

Rangkuman :

  1. Stoikiometri larutan melibatkan konsep mol dalam menentukan konsentrasi zat-zat di dalam larutan.
  2. Reaksi asam dan basa merupakan reaksi penetralan ion H+ oleh OH . Reaksi asam basa juga dinamakan reaksi penggaraman.
  3. Indikator asam basa yaitu asam-asam lemah organik yang dapat berubah warna pada rentang pH tertentu.
  4. Rentang pH pada ketika indikator berubah warna dinamakan trayek pH indikator.
  5. Titrasi asam basa yaitu suatu teknik untuk menentukan konsentrasi asam atau basa dengan cara titrasi.
  6. Titik setara atau titik stoikiometri yaitu titik pada ketika titrasi, asam dan basa tepat ternetralkan. Titik selesai titrasi dapat sama atau berbeda dengan titik setara.

Anda sekarang sudah mengetahui Stoikiometri. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 2 : Untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 250.


Sumber http://www.nafiun.com/