Titrasi Asam Basa: Prinsip dan Aplikasi
Dalam suatu analisis kimia, terdapat dua istilah yaitu analisis kuantitatif dan kualitatif. Analisis kuantitatif menitiberatkan pada penentuan jumlah zat yang dianalisis sedangkan analisis kualitatif hanya sebatas mengetahui apa jenis zat tersebut. Titrasi asam basa merupakan salah satu contoh analisis kuantitatif. Lalu, seperti apa sebenarnya konsep titrasi?
Pengertian Titrasi
Sebelum melangkah lebih jauh mengenai hal ini, Anda perlu mengetahui dahulu titrasi secara umum. Dalam metode kimia analitik, metode titrasi atau titimetri merupakan suatu prosedur kuantitatif untuk menentukan jumlah reagen yang bereaksi dengan suatu analit. Terdapat tiga macam titrasi yaitu:
- Volumetri : melalui pengukuran volume reagen atau titran yang terbaca pada buret.
- Gravimetri : melalui pengukuran massa reagen.
- Kolorimetri : reagen berupa arus listrik searah yang konstan.
Baca juga: Perbedaan QA dan QC dalam Sistem Manajemen
Titrasi Asam Basa
Titrasi ini sering disebut juga dengan titrasi netralisasi. Seperti namanya, senyawa yang terlibat dalam titrasi ini adalah senyawa yang bersifat asam dan basa. Terdapat tiga macam titrasi asam basa, yaitu:
- Titrasi asam kuat dengan basa kuat
Contoh titrasi ini adalah titrasi antara asam klorida (HCl) ataupun asam sulfat (H2SO4) dengan basa kuat seperti natrium hidroksida (NaOH).
- Titrasi asam lemah dengan basa kuat
Contoh titrasi ini adalah titrasi antara asam lemah seperti asam asetat (CH3COOH) ataupun asam laktat (C3H6O3) dengan NaOH.
- Titrasi asam kuat dengan basa lemah
Contoh titrasi ini adalah titrasi antara asam klorida (HCl) ataupun asam sulfat (H2SO4) dengan natrium sianida (NaCN) ataupun natrium salisilat.
Prinsip titrasi asam basa
Prinsip dari titrasi asam basa yaitu reaksi antara analit dengan suatu reagen atau titran, yang keduanya memiliki sifat asam ataupun basa. Reagen tersebut merupakan larutan standar. Perhitungan jumlah analit dalam sampel akan membutuhkan volume titran yang bereaksi secara keseluruhan dengan analit tersebut.
Prosedur titrasi asam basa
Seperti titrasi pada umumnya, titrasi asam basa membutuhkan alat dan bahan utama yaitu buret (yang terisi dengan titran atau larutan standar) dan sampel. Titrasi berlangsung dengan meneteskan tetes demi tetes titran ke analit yang berada dalam wadah atau labu erlenmeyer. Anda harus melakukannya hingga kedua reaktan tersebut bereaksi dengan perbandingan yang tepat, yang biasanya akan memberikan efek visual seperti perubahan warna.
Perubahan warna tersebut berkaitan erat dengan dua istilah yang penting dalam titrasi, yaitu titik ekuivalen dan titik akhir. Selain dua hal itu, komponen penting lainnya yaitu indikator. Kedua titik tersebut menjadi penentu kapan titrasi selesai, sedangkan penambahan indikator bertujuan untuk memudahkan dalam mengamati hal tersebut.
Titik ekuivalen dan titik akhir, apa bedanya?
Titik ekuivalen merupakan titik teoretis yang dicapai ketika jumlah titran ekuivalen dengan jumlah analit dalam sampel Anda. Contohnya adalah ketika titrasi antara H2SO4 dengan NaOH. Titik ekuivalen pada titrasi ini akan tercapai ketika dua mol NaOH bereaksi tepat dengan satu mol H2SO4. Apabila kondisi ini sudah tercapai, maka titrasi telah selesai.
Akan tetapi, titik ekuivalen tidak bisa Anda tentukan secara presisi dalam eksperimen. Satu hal yang dapat membantu dalam memperkirakannya adalah melalui penentuan titik akhir. Tanda tercapainya titik akhir yaitu dengan adanya perubahan warna, sehingga perubahan warna dapat mengindikasikan suatu kondisi tercapainya titik ekuivalen.
Mungkin Anda akan berpikir, bahwa volume titran pada saat tepat di titik ekuivalen dengan titik akhir akan berbeda. Namun nyatanya, perbedaannya akan sangat kecil. Perbedaan volume antara keduanya akan besar apabila ada kesalahan mata dalam mengamati titik akhir. Hal ini disebut dengan galat titrasi (titration error).
Larutan standar
Larutan standar merupakan suatu larutan yang digunakan untuk menitrasi analit dan telah diketahui konsentrasinya. Oleh karenanya, akurasi dalam titrasi akan sangat bergantung pada akurasi dari konsentrasi larutan standar. Anda wajib menggunakan salah satu dari asam ataupun basa kuat sebagai larutan standar. Hal ini karena asam ataupun basa kuat akan bereaksi sempurna dengan analit sehingga titik akhir titrasi dapat teramati dengan jelas.
Larutan standar asam yang umum Anda temukan adalah HCl, H2SO4, dan HClO4. Penggunaan asam nitrat sangatlah jarang karena sifatnya yang oksidatif sehingga dapat menyebabkan terjadinya reaksi samping. Larutan standar basa yang umum adalah NaOH, KOH, dan Ba(OH)2. Penggunaan senyawa-senyawa tersebut sebagai larutan standar karena sifatnya yang stabil dan dapat bereaksi cepat dengan analit.
Terdapat dua cara untuk menentukan konsentrasi dari larutan standar:
- Metode langsung: pelarutan dan pengenceran standar primer dalam pelarut yang sesuai.
- Standarisasi: titrasi standar primer (contoh: kalium hidrogen ftalat) oleh titran yang akan distandarisasi. Pada akhirnya, titran tersebut sering disebut dengan larutan standar sekunder.
Indikator dalam titrasi asam basa
Tujuan penambahan indikator dalam larutan analit adalah untuk menghasilkan perubahan yang dapat teramati. Indikator dalam titrasi ini biasanya berupa asam dan basa organik lemah. Fenolftalein (PP) merupakan indikator yang paling umum, yang dapat berubah warna dari tidak berwarna (kondisi asam) menjadi merah muda (kondisi basa). Rentang pH fenolftalein yaitu 8,3 hingga 10,0.
Baca juga: Kalibrasi adalah [Pengertian, Kapan, dan Bagaimana Kalibrasi]
Aplikasi Titrasi Asam Basa
Penentuan spesi anorganik, organik, dan biologis yang mempunyai sifat asam ataupun basa merupakan beberapa aplikasi dari titrasi netralisasi. Meskipun demikian, spesi asam ataupun basa dapat berasal dari analit yang tidak memiliki sifat asam dan basa dengan melalui perlakuan tertentu. Hal semacam ini yang menjadi landasan bermacam aplikasi dalam penentuan kadar senyawa tertentu.
Penentuan kadar nitrogen
Nitrogen dapat Anda temukan dalam asam amino, protein, dan obat-obatan. Oleh karenanya, penentuan kadar nitrogen menjadi penting. Metode Kjehdahl merupakan metode paling umum untuk menentukan kadar unsur ini.
Metode Kjehdahl merupakan proses standar dalam penentuan kadar protein dalam biji-bijian dan daging. Caranya yaitu mendekomposisikan sampel dalam H2SO4 pekat dalam kondisi panas sehingga menjadi ion amonium. Langkah berikutnya adalah mendinginkan dan mengencerkan sehingga terbentuk amonia, lalu menyuling dan mengumpulkannya di larutan asam. Langkah terakhir yaitu melakukan titrasi.
Penentuan kadar sulfur
Caranya yaitu dengan membakar sampel dalam aliran gas oksigen sehingga terbentuk SO2. Langkah selanjutnya adalah melakukan distilasi dan menambahkan H2O2 ke dalamnya sehingga terbentuk H2SO4. Langkah terakhir yaitu melakukan titrasi.
Penentuan gugus fungsi organik
Untuk menentukan gugus ester, reaksi saponifikasi menjadi dasarnya. Sampel ester akan bereaksi dengan basa menghasilkan R1COO– dan HOR2. Basa yang berlebih nantinya akan dititrasi dengan larutan standar asam.
Titrasi asam basa menjadi suatu prosedur laboratorium yang penting dalam menjalankan analisis kimia. Metode ini memiliki aplikasi yang luas seperti untuk menentukan spesi asam, basa, ion logam, protein, dan lainnya. Untuk meminimalkan galat titrasi, Anda akan memerlukan ketelitian tinggi dalam melakukan standarisasi untuk larutan standar dan menentukan titik akhir titrasi. Galat titrasi juga dapat Anda minimalkan dengan memilih indikator yang tepat.
Penulis: Irne Dyah Ayu; Editor: Prima Nursyami