Kurva pH (Titrasi)

Halaman ini menggambarkan bagaimana perubahan pH selama berlangsungnya berbagai titrasi asam-basa.

Titik ekivalen suatu titrasi

Pemisahan beberapa istilah yang membingungkan

Ketika kamu menyelesaikan sebuah titrasi asam-basa yang sederhana, kamu menggunakan suatu indikator untuk memberitahukanmu ketika kamu memiliki perbandingan yang tepat dari asam dan basa yang dicampurkan untuk saling "menetralkan" satu sama lain. Ketika terjadi perubahan warna indikator, keadaan ini sering digambarkan sebagai titik akhir titrasi.

Pada dunia nyata, perubahan warna terjadi ketika kamu mencampurkan dua larutan secara bersamaan pada perbandingan persamaan yang tepat. Pencampuran tersebut dikenal dengan titik ekivalen.

Sebagai contoh, jika anda mentitrasi larutan natrium hidroksida dengan asam hidroklorida, antara konsentrasi 1 mol dm^-3, 25 cm³ larutan natrium hidroksida akan tepat sama dengan volume dari asam – karena keduanya bereaksi 1 : 1 sesuai dengan persamaan.

Ini adalah pemisalan yang khas, hal ini juga dapat disebut dengan titik netral titrasi, karena larutan natrium klorida memiliki pH 7.

Tetapi hal ini tidak perlu benar untuk semua garam yang mungkin anda dapatkan.

Sebagai contoh, jika anda mentitrasi larutan amonia dengan asam hidroklorida, anda akan memperoleh amonium klorida yang terbentuk. Ion amonium sedikit bersifat asam, dan karena itu amonium klorida murni memiliki pH sedikit asam.

Hal itu berarti bahwa pada titik ekivalen (titik dimana anda memiliki campuran larutan dengan perbandingan yang benar berdasarkan pada persamaan), larutan tidak benar-benar netral. Penggunaan istilah "titik netral" pada konteks ini akan sedikit membingungkan.

Demikian pula halnya, jika anda mentitrasi larutan natrium hidroksida dengan asam etanoat, pada titik ekivalen natrium etanoat murni yang terbentuk memiliki pH sedikit basa karena ion etanoat bersifat sedikit basa.

Ringkasan:

• Istilah "titik netral" sebaiknya dihindari.
• Istilah "titik ekivalen" berarti bahwa larutan telah tercampur dengan perbandingan yang tepat sesuai dengan persamaan.
• The term "titik akhir" adalah ketika indikator berubah warna. Seperti yang akan anda lihat pada bagian indikator, istilah ini tidak persis sama dengan titik ekivalen.

Kurva pH sederhana

Semua kurva titrasi berikut berdasarkan pada asam dan basa yang memiliki konsentrasi 1 mol dm^-3. Pada tiap kasus, anda memulainya dengan 25 cm³ dengan salah satu larutan pada labu, dan larutan yang lainnya pada buret.

Meskipun biasanya anda mengalirkan asam dari buret pada basa yang ada dalam labu, anda mungkin perlu mengetahui tentang kurva titirasi untuk penambahan tersebut dalam cara yang lain sepanjang hal itu memungkinkan. Kurva versi alternatif telah digambarkan pada sebagian besar kasus.

Kurva titrasi untuk asam kuat vs basa kuat

Kita akan menganmbil asam hidroklorida dan natrium hidroksida sebagai asam kuat dan basa kuat.

Mengalirkan asam pada basa

anda dapat melihat bahwa pH hanya menurun dalam jumlah yang sangat sedikit sekali sampai mendekati titik ekivalen. Kemudian kurva tersebu melonjak turun dengan sangat curam. Jika anda menghitung harganya, penurunan pH terjadi dari 11.3 ketika anda menambahkan 24.9 cm³ sampai 2.7 ketika anda menambahkan 25.1 cm³.

Mengalirkan basa pada asam

Kurva ini sama dengan kurva sebelumnya terkecuali, tentunya, dimulai dengan pH rendah dan meningkat seiring dengan penambahan larutan natriun hidroksida yang anda lakukan.

Sekali lagi, pH tidak berubah drastis sampai anda mendekati titik ekivalen. Kemudian kurva tersebut meningkat dengan sangat tajam.

Kurva titrasi untuk asam kuat vs basa lemah

Kali ini kita akan menggunakan asam hidroklorida sebagai asam kuat dan larutan amonia sebagai basa lemah.

Mengalirkan asam pada basa

Karena anda memiliki basa lemah, permulaan kurva sangat jelas berbeda. Bagaimanapun, sekali anda mendapatkan kelebihan asam, kurva pada dasarnya sama seperti sebelumnya.

Pada bagian permulaan kurva, pH menurun dengan cepat seiring dengan penambahan asam, tetapi kemudian kurva segera berubah dengan tingkat kecuraman yang berkurang. Hal ini karena terbentuk larutan penyangga – sebagai akibat dari kelebihan amonia dan pembentukan amonium klorida.

Harus diperhatikan bahwa titik ekivalen sekarang sedikit bersifat asam (sedikit lebih kecil daripada pH 5), karena amonium klorida murni tidak netral. Karena itu, titik ekivalen tetap turun sedikit curam pada kurva. Hal itu akan menjadi sangat penting dalam pemilihan indikator yang tepat.

Mengalirkan basa pada asam

Pada bagian permulaan titrasi ini, anda memiliki kelebihan asam hidroklorida. Bentuk kurva akan sama dengan ketika anda memiliki kelebihan asam pada permulaan titrasi yang menggunakan larutan natrium hidroksida pada asam.

Ini hanya terjadi setelah titik ekivalen yang mana menjadi sesuatu yang berbeda.

Larutan penyangga yang terbentuk mengandung kelebihan amonia dan amonium klorida. Larutan penyangga ini menahan kenaikan pH yang sangat besar – tidak akan terjadi kenaikan yang sangat besar lagi. Karena amonia hanya basa lemah.

Kurva titirasi untuk asam lemah vs basa kuat

Kita akan mengambil asam etanoat dan natrium hidroksida sebagai asam lemah dan basa kuat.

Mengalirkan asam pada basa

Untuk bagian pertama dari gambar, anda memiliki kelebihan natrium hidroksida. Kurva akan tepat sama dengan ketika anda menambahkan asam hidroklorida pada natrium hidroksida. Sekali saja ada kelebihan asam, maka akan terjadi suatu hal yang berbeda.

Setelah titik ekivalen anda memiliki larutan penyangga yang mengandung natrium etanoat dan asam etanoat. Larutan penyangga ini menahan penurunan pH yang drastis.

Mengalirkan alkali pada asam

Permulaan gambar menunjukkan kenaikan pH yang relatif cepat tetapi mereda seiring dengan pembentukan larutan penyangga yang mengandung asam etanoat dan natrium etanoat. Setelah melewati titik ekivalen (ketika terjadi kelebihan natrium hidroksida) kurva sama seperti pada bagian akhir gambar HCl-NaOH.

Kurva titrasi untuk asam lemah vs basa lemah

Contoh yang biasa untuk kurva titrasi asam lemah dan basa lemah adalah asam etanoat dan amonia.

Hal ini juga terjadi karena keduanya bersifat lemah – pada kasus tersebut, titik ekivalen kira-kira terletak pada pH 7.

Mengalirkan asam pada basa

Gambar ini hanyalah penggabungan gambar yang telah anda lihat. Sebelum titik ekivalen sama seperti kasus amonia – HCl. Setelah titik ekivalen seperti bagian akhir kurva asam etanoat – NaOH.

Perhatian bahwa kurva tersebut sedikit tidak curam pada gambar ini. Malahan, terdapat sesuatu yang dikenal dengan "titik infleksi". Kecuraman yang berkurang berarti bahwa sulit melakukan titrasi antara asam lemah vs basa lemah.

Ringkasan kurva yang penting

Normalnya anda melakukan titrasi dengan menambahkan asam pada basa. Berikut ini adalah versi turunan gambar yang digambarkan di atas, karena itu anda dapat melihatnya secara keseluruhan.

Kurva titirasi yang lebih rumit

Penambahan asam hidroklorida pada larutan natrium karbonat

Persamaan keseluruhan untuk reaksi antara larutan natrium karbonat dan asam kloroda encer adalah:

Jika anda memiliki dua larutan yang memiliki konsentrasi yang sama, anda akan menggunakan dua kali volume asam klorida untuk mencapai titk ekivalen – karena rasio 1 : 2 pada persamaan.

Andaikata anda memulainya dengan 25 cm³ larutan natrium karbonat, dan kedua larutan memiliki konsentrasi yang sama sebesar 1 mol dm^-3. Hal itu berarti bahwa anda akan mengira enurunan yang curam pada kurva titrasi setelah anda menambahkan 50 cm³ asam.

Gambar yang sebenarnya akan terlihat seperti ini:

Gambarnya lebih rumit dibandingkan dengan gambar yang dapat anda fikirkan – dan sesuatu yang aneh terjadi selama titrasi.

anda mengira bahwa karbonat menghasilkan karbon dioksida ketika anda menambahkan asam kepadanya, tetapi pada bagian permulaan titrasi, hal itu tidak memberikan karbon dioksida secara keseluruhan.

Kemudian – segera setelah anda mendapatkan titik setengah titrasi – tiba-tiba banyak sekali dihasilkan karbon dioksida.

Gambar menunjukkan dua titik akhir – titik akhir yang satu terletak pada pH 8.3 (lebih sedikit dibandingkan titik infleksi), dan titik akhir yang kedua terletak pada sekitar pH 3.7. Reaksi yang terjadi dapat dilihat dengan jelas terjadi pada dua bagian yang berbeda.

Pada bagian pertama, seluruh bagian A pada diagram, natrium karbonat bereaksi dengan asam menghasilkan natrium hidrogenkarbonat:

Anda dapat melihat bahwa reaksi yang terjadi tidak menghasilkan sedikit pun karbon dioksida.

Pada bagian yang kedua, natrium hidrogenkarbonat yang dihasilkan bereaksi dengan asam – menghasilkan CO₂ dalam jumlah yang banyak.

Reaksi tersebut berakhir pada bagian B pada gambar.

Hal ini memungkinkan untuk mengambil kedua titik akhir tersebut melalui pemilihan indikator dengan hati-hati. Bagian ini dijelaskan pada halaman terpisah yang menjelaskan tentang indikator.

Penambahan natrium hidroksida pada asam etanadioat encer

Asam etanadioat lebih dahulu dikenal dengan asam oksalat. Asam etanadioat adalah asam diprotik, yang berarti bahwa asam etanadioat memberikan 2 proton (ion hidrogen) pada basa. Asam yang lain yang dapat memberikan satu proton (seperti HCl) dikenal dengan asam monopritik.

Reaksi dengan natrium hidrosida mengambil dua tahapan karena satu ion hidrogen lebih mudah dihilangkan dibandingkan dengan ion hidrogen yang lainnya. Kedua reaksi tersebut berturut-turut adalah:

Jika anda mengalirkan larutan natrium hidroksida pada larutan asam, kurva pH menunjukkan titik akhir antara kedua reaksi tersebut.

Kurva berlaku untuk reaksi antara natrium hidroksida dan larutan asam etanadioat yang memiliki konsentrasi sebanding.