TITRASI POTENSIOMETRI

A. TUJUAN PERCOBAAN

Menentukan titik akhir titrasi asam basa secara potensiometri

B. DASAR TEORI

Potensiometri adalah suatu cara analisis berdasarkan pengukuran beda

potensial sel dari suatu sel alektrokimia. Pada potensiometri mempelajari

hubungan antara konsentrasi dengan potensial. Metode ini digunakan untuk

mengukur potensial, pH suatu larutan, menentukan titik akhir titrasi dan

menentukan konsentrasi ion-ion tertentu dengan menggunakan elektroda selektif

ion. Susunan alat pada potensiometri meliputi elektroda pembanding (reference

electrode), elektroda indikator (indicator electrode), dan alat pengukur potensial.

➢ Elektroda Pembanding

Elektroda pembanding adalah suatu elektroda yang mempunyai harga

potensial tetap atau harga setengah selnya dapat diketahui, konstan, dan tidak

peka terhadap komposisi larutan yang diselidiki. Terdapat dua jenis elektroda

pembanding, yaitu :

1. Elektroda pembanding primer

Contoh dari elektroda jenis ini adalah elektroda hidrogen standar.

Dimana elektroda ini terbuat dari platina yang dilapisi platina hitam

dengan maksud agar absorpsi gas hidrogen pada permukaan elektroda

dapat berlangsung sempurna, sehingga reaksinya :

H2 ⇔ 2 H+ + 2e

Dapat berlangsung cepat dan reversibel. Potensial setengah sel dari

elektroda pembanding primer adalah nol Volt. Notasi setengah sel dari

elektroda hidrogen adalah :

Pt/H2 (atm), H+ (M) atau H+ (M), H2 (atm) / Pt

2. Elektroda pembanding sekuder

Beberapa contoh elektroda pembanding yang sering digunakan

untuk pengukuran secara potensiometri adalah :

a) Elektroda kalomel (calomel electrode)

b) Elektroda perak-perak klorida.

➢ Elektroda Indikator

1

Sedangkan elektroda indikator (indicator electrode) adalah elektroda

yang potensialnya tergantung pada konsentrasi zat yang sedang diselidiki.

Elektroda ini merupakan pasangan dari elektroda pembanding dan terbagi

dalam dua kelompok, yaitu :

1. Elektroda logam

Elektroda logam terbagi dalam empat kelompok diantaranya

elektroda jenis pertama, elektroda jenis kedua, elektroda jenis ketiga, dan

elektroda untuk jenis sistem redoks.

2. Elektroda membran

Elektroda membran digunakan untuk menunjukkan ion tertentu.

Elektroda ini biasanya disebut dengan elektroda selektif ion (ionic

selective electrode, ISE). Elektroda digunakan untuk penentuan pH dengan

mengukur perbedaan potensial antara larutan pembanding yang

keasamannya tetap dan larutan yang dianalisis. Elektroda membran dibagi

menjadi empat kelompok, yaitu :

a) Elektroda membran kaca

b) Elektroda membran cairan

c) Elektroda padatan

d) Elektroda penunjuk gas

Dalam titrasi potensiometri titik akhir dideteksi dengan menetapkan

volume pada saat terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika

ditambahkan titran. Berbagai reaksi titrasi dapat diikuti dengan pengukuran

potensiometri, reaksi meliputi penambahan atau pengurangan beberapa ion yang

sesuai dengan jenis elektrodanya. Potensial diukur sesudah penambahan sedikit

volume titran secara kontinue. Salah satu reaksi yang dapat diterjadi pada titrasi

potensiometri adalah reaksi netralisasi, yaitu reaksi asam basa. Sedangkan titran

pada umumnya adalah larutan standar dari elektrolit kuat yaitu NaOH dan HCl.

Pada percobaan di laboratorium, elektroda-elektroda acuan lebih

praktis digunakan untuk mengukur potensial-potensial dari setengah sel lainnya.

Elektroda acuan yang umum digunakan adalah elektroda kalomel. Potensial dapat

diketahui melalui persamaan redoks sederhana yaitu:

Hg2+ + 2e Hg

Menurut persamaan Nerst, potensial dinyatakan sebagai berikut :

2

[ ]+−= 22

1log

2

0592,0

HgEE ο

..................................... (1)

Karena Hg22+ terlibat dalam kesetimbangan lain . Hg2Cl2 (garam

yang sedikit larut) sehingga dapat ditulis sebuah konstanta hasil kali kelarutan

(Ksp)

[ ][ ] 222

−+= ClHgKsp

[ ] [ ] 2

22 −

+ =Cl

KspHg

..........................................(2)

Substitusi dari persamaan 2 ke 1 menghasilkan :

[ ]Ksp

ClEE

−

−= log2

0592,0ο

Dikarenakan E0 dan Ksp adalah konstanta, terlihat bahwa

konsentrasi dari Cl-. Pada umumnya larutan tersebut dijenuhkan dengan KCl.

Elektrodanya dengan demikian disebut elektroda kalomel jenuh atau SCE dan

potensiat elektroda tunggalnya adalah +0,2458 V pada 25oC.

Elektroda gelas merupakan elektroda penunjuk pH. Elektroda ini

terdiri dari suatu bola gelas yang didalamnya berisi HCl dengan konsentrasi

tertentu, sebagai elektroda pembanding dipakai elektroda Ag-AgCl dan elektroda

kalomel. Elektroda gelas dapat ditulis sebagai berikut: elektroda pembanding;

larutan dengan pH tertentu; gelas; larutan dengan pH tidak diketahui. Sel yang

disusun dengan elektroda kalomel dapat ditulis sebagai berikut: Ag, AgCl; larutan

dengan pH tertentu; gelas, larutan pH tidak diketahui, KCl: Hg2Cl2, Hg. Dari sel

ini maka yang berubah-ubah hanya pH larutan. Sehingga E sel hanya bergantung

pada pH larutan:

E sel = EoSCE + RT/nF Ln H+

Pada 25oC, E sel = EoSCE + 0,0592 pH

3

Dalam hal ini ESCE termasuk elektroda kalomel, elektroda larutan, dan pH tertentu

dengan dinding gelas, denagn larutan dengan pH yang tidak diketahui dan E Ag-

AgCl elektroda gelas. Dapat dipakai dalam larutan yang berupa oksidator kuat,

dapat dipakai dalam larutab bukan buffer dapat dipakai dengan larutan yang hanya

sedikit punya gelas tertentu dapat diukur pH larutan dengan internal 0 – 9 bahkan

0 – 12.

Kesukaran yang timbul adalah tekanan gelas dari gelas yang besar,

hingga tidak dapat dipakai potensiometri biasa. Untuk itu perlu dipakai

potensiometri tabung vakum. Selain cara kurva dan penambahan standar, hal

penting lainnya dari elektroda tertentu bagi analisis secara kuantitatif adalah

sebagai penunjuk titik akhir titrasi. Apabila elektroda tersebut digunakan sebagai

penunjuk elektroda selama di dalam larutan selama berlangsungnya titrasi, maka

cara analisis itu disebut dengan titrasi potensiometri, digunakannya elektroda

tertentu karena tidak semua elektroda dapat digunakan sebagai indikator titik akhir

titrasi. Pada dasarnya titrasi potensiometri adalah suatu titrasi dimana titik akhir

titrasinya tidak ditentukan dengan menggunakan indikator, melainkan ditentukan

dengan mengukur perubahan potensial elektroda atau perubahan pH larutan

selama titrasi berlangsung. Beberapa reaksi yang dapat ditetapkan secara

potensiometri adalah reaksi penetralan, redoks, pengendapan, dan reaksi

kompleksometri. Sebagai contohnya adalah titrasi asam basa dengan

menggunakan elektroda yang peka terhadap perubahan pH, misalnya elektroda

membran kaca yang sensitif terhadap ion H+.

Titik akhir dalam titrasi potensiometri dapat dideteksi dengan menetapkan

volume pada mana terjadi perubahan potensial yang relatif besar ketika

ditambahkan titran. Penentuan titik akhir titrasi dengan cara potensiometri akan

memberikan hasil yang lebih teliti daripada dengan menggunakan indikator. Pada

umumnya, titrasi dengan menggunakan indikator tergantung pada pengamatan dan

ketelitian seseorang dalam mengamati perubahan yang terjadi. Dengan

menggunakan titrasi potensiometri pengamatan titik akhir titrasi tidak diganggu

oleh perubahan warna larutan dan kekeruhan. Pada dasarnya tujuan dari titrasi

potensiometri adalah untuk menentukan letak titik ekivalen. Dalam menentukan

titik ekivalen tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain, yaitu

turunan pertama ∆E / ∆V atau ∆Ph / ∆V vs volume titran (Vx), kemudian dari

grafik yang diperoleh dicari harga maksimum atau minimumnya. Cara lainnya

adalah dari turunan keduanya, yaitu ∆2E / ∆V2 atau ∆2pH /∆V2 vs volume titran

4

(VY), kemudian dari grafik yang diperoleh dicari titik nolnya. Perhitungan pada

turunan pertama dan kedua adalah :

Perhitungan pada turunan pertama,

V

pH

∆∆

=

V

pHpH

∆− 12

dan ∆V1 = V2 - V1

Keterangan :

∆ V1 adalah selisih volume pada turunan pertama

V1 adalah volume pada pengukuran pertama

V2 adalah volume pada pengukuran kedua

Perhitungan pada turunan kedua,

2

2

V

pH

∆∆

=

2

12

V

V

pH

V

pH

∆

∆∆−

∆∆

dan ∆V2 = Vx2 – Vx1

Keterangan :

∆V2 adalah selisih volume pada turunan kedua

Vx1 adalah volume turunan pertama pada data pertama

∆V2 adalah volume turunan pertama pada data kedua

2212

121

2XX

XXYX

VVVVV

VVV

+=+=

+=

Gambar 1.1 Kurva Titrasi Potensiometri

5

E. volt

V

E

∆∆

Titik

akhir

Titik akhir

6

V,mililiter V,mililiter

Titik akhir

2

2

V

E

∆∆

V, milliliter

A. ALAT DAN BAHAN

Bahan : HCl 0,1N

NaOH 0,1N

Aquades

Tissue

Alat : pH meter

Pengaduk magnet

Buret 50mL

Beaker glass 250mL

Klem dan Statif

Pipet gondok 250 mL

Propipet

Botol semprot

B. CARA KERJA

1. Menyalakan alat pH meter selama 15 menit untuk pemanasan

2. Menstandarisasi alat pH meter dengan pH 4,3 dan 9,4

3. Mencuci elektroda dengan botol semprot dan mengeringkan dengan

tissue

4. Mengambil larutan NaOH 0,1N sebanyak 25mL dan memasukkannya

dalam beaker glass setelah itu memasukkan elektroda, melakukan

standarisasi. Mencatat pH dan mL HCl 0,1N standart yang

7

ditambahkan. Volume penambahan dapat diukur sampai dengan 30mL.

Menentukan Veq HCl dan normalitas NaOH.

5. Menggunakan NaOH standart yang telah diketahui normalitasnya

untuk menentukan 25 mL sampai HCl secara potensiometer.

6. Membuat grafik E Vs V mL NaOH

ΔV

ΔE

vs V;

ΔE

ΔV

vs V;

2

2

ΔV

EΔ

7. Tentukan Veq dan mg NaOH dalam sampel

C. DATA PENGAMATAN

vol HCl pH E ∆E/∆V Vx Vy ∆2E/∆V2 ∆V/∆E

011.9

20.95166

4 -0.04 0.5 1 0.03 -25

111.8

80.94929

6 -0.01 1.5 2 0.01 -100

211.8

70.94870

4 0 2.5 3 -0.03 #DIV/0!

311.8

70.94870

4 -0.03 3.5 4 0

-33.33333

3

411.8

40.94692

8 -0.03 4.5 5 -0.01

-33.33333

3

511.8

10.94515

2 -0.04 5.5 6 0.03 -25

611.7

70.94278

4 -0.01 6.5 7 0.01 -100

711.7

60.94219

2 0 7.5 8 -0.06 #DIV/0!

811.7

60.94219

2 -0.06 8.5 9 0.01

-16.66666

79 11.7 0.93864 -0.05 9.5 10 -0.02 -20

1011.6

5 0.93568 -0.07 10.5 11 0.04

-14.28571

4

1111.5

80.93153

6 -0.03 11.5 12 -0.02

-33.33333

3

1211.5

5 0.92976 -0.05 12.5 13 -0.04 -2013 11.5 0.9268 -0.09 13.5 14 0.01 -

11.11111

8

1

1411.4

10.92147

2 -0.08 14.5 15 -0.07 -12.5

1511.3

30.91673

6 -0.15 15.5 16 -0.03

-6.666666

7

1611.1

80.90785

6 -0.18 16.5 17 -0.16

-5.555555

6

17 11 0.8972 -0.34 17.5 18 -0.07

-2.941176

5

1810.6

60.87707

2 -0.41 18.5 19 -0.02

-2.439024

4

1910.2

5 0.8528 -0.43 19.5 20 0.08

-2.325581

4

20 9.820.82734

4 -0.35 20.5 21 -0.13

-2.857142

9

21 9.470.80662

4 -0.48 21.5 22 -0.84

-2.083333

3

22 8.990.77820

8 -1.32 22.5 23 0.15

-0.757575

8

23 7.670.70006

4 -1.17 23.5 24 0.73

-0.854700

9

24 6.5 0.6308 -0.44 24.5 25 -0.01

-2.272727

3

25 6.060.60475

2 -0.45 25.5 26 -0.43

-2.222222

2

26 5.610.57811

2 -0.88 26.5 27 -1.19

-1.136363

6

27 4.730.52601

6 -2.07 27.5 28 1.78

-0.483091

8

28 2.660.40347

2 -0.29 28.5 29 0.16

-3.448275

9

29 2.370.38630

4 -0.13 29.5

-7.692307

7

30 2.240.37860

8

9

Reaksi yang terjadi = NaOH + HCl Na+ + Cl- + H2O

Volume NaOH = 25 mL

Normalitas HCl (dari standardisasi) = 0.1 N

Volume HCl = Titik ekuivalen pada kurva titrasi

Kurva Turunan Pertama

Kurva Turunan Pertama

10

Kurva Turunan Kedua

Titik ekuivalen titrasi pertama dan kedua adalah saat volume HCl yang ditambahkan 27 mL dan 28 ml

Kurva Turunan Kedua

D. Pembahasan

Potensiometri adalah salah satu metode penentuan konsentrasi zat

melalui pengukuran nilai potensial. Nilai potensial yang diukur setiap

penambahan volume titran tertentu akan diplotkan menjadi kurva titrasi dan

akan didapatkan titik ekuivalen titrasinya. Volume pada titik ekuivalen titrasi

tersebut adalah volume titran yang akan digunakan dalam perhitungan

selanjutnya. Dalam potensiometri ini, tidak digunakan indikator karena dengan

11

pengukuran potensial larutan sudah bisa didapatkan titik ekuivalennya dari

kurva (Underwood 1998). Titik akhir titrasi diharapkan mendekati titik

ekivalen sehingga data yang dihasilkan dianggap memiliki kesalahan yang

kecil.

Pada percobaan ini, digunakan HCl yang telah distandardisasi sebagai

titran dan NaOH sebagai analitnya. Konsentrasi titran (HCl) yaitu 0.1 N.

Larutan NaOH yang telah diencerkan diambil sebanyak 25 mL kemudian di

masukkan dalam gelas kimia dan dititrasi dengan HCl 0.1 N untuk diketahui

titik akhir / titik ekivalen dari titrasi NaOH. Seperti pada standardisasi, nilai

potensial yang terbaca semakin lama semakin turun seiring bertambahnya

titran karena semakin banyak titran yang ditambahkan maka semakin sedikit

jumlah ion yang ada pada larutan karena ion tersebut bereaksi dengan ion dari

titran menjadi senyawa bermuatan total nol yaitu H2O.

Untuk membandingkan apakah pada saat kurva titrasi naik dengan

curam, benar-benar tercapai titik kesetimbangan, maka dibuat grafik hubungan

antara pH dengan volume titan, grafik ΔE/ΔV dengan volum titran, grafik

hubungan Δ2E/ΔV2 dengan volume titran. Dari grafik hubungan Δ2E/ΔV2

dengan volume titran menunjukkan bahwa kurva mengalami kenaikan yang

cukup signifikan, meskipun terjadi penurunan nilai pH, hal ini terjadi pada saat

penambahan HCl mencapai 27 mL, pada titik ini ditandai sebagai titik

ekivalen pertama dengan pH yang tercatat sebesar 4,73. Penurunan pH juga

terjadi pada saat penambahan HCl mencapai 28 mL, dengan pH sebesar 2,66.

Titik ini ditandai sebagai titik ekivalen kedua. Titik ekivalen merupakan titik

pada saat dimana tercapainya suatu kesetimbangan kimia dalam larutan.

Kesetimbangan kimia terjadi pada saat laju pembentukan produk sama dengan

laju penguraian reaktan. Sedangkan pada grafik hubungan antara pH dengan

volume titan dan grafik ΔE/ΔV dengan volum titran yang didapatkan dari

pengolahan data hasil percobaan tidak menunjukkan kenaikan yang signifikan

bahkan grafik tersebut menunjukkan penurunan yang cukup signifikan. Hal

ini mungkin disebabkan oleh kesalahan yang terjadi selama

percobaan. Kesalahan yang mungkin terjadi adalah kesalahan

titrasi, yaitu keterbatasan penglihatan membaca buret.

E. Kesimpulan

12

Penentuan titik ekuvalen dan titik akhir titrasi pada

potensiometri tidak menggunakan indikator karena bisa

langsung didapatkan dari kurva titrasi penurunan pertama

dan kedua nilai potensial. Dari kurva titrasi potensiometri

dapat diketahui bahwa titik ekuivalen pertama terjadi pada

saat volume HCl ditambahkan sebanyak 27 mL dengan nilai

pH 4,73 dan titik ekivalen kedua terjadi pada saat volume HCl

ditambahkan sebanyak 28 ml dengan nilai pH 2,66. Dari grafik

hubungan Δ2E/ΔV2 dengan volume titran menunjukkan bahwa kurva

mengalami kenaikan yang cukup signifikan, sedangkan pada grafik hubungan

antara pH dengan volume titan dan grafik ΔE/ΔV dengan volum titran yang

didapatkan dari pengolahan data hasil percobaan tidak menunjukkan kenaikan

yang signifikan bahkan grafik tersebut menunjukkan penurunan yang cukup

signifikan, sehingga titik ekivalen tidak dapat ditentukan dari kurva tersebut.

Hal ini mungkin disebabkan oleh kesalahan yang terjadi

selama percobaan. Kesalahan yang mungkin terjadi adalah

kesalahan titrasi, yaitu keterbatasan penglihatan membaca

buret.

J. DAFTAR PUSTAKA

Underwood. 1990. Analisis Instrumental. Jakarta : Penerbit Gramedia.

Soebagio, dkk. 2002. Common Text Book. Kimia Analitik II. Malang : Jurusan

Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang

Annisa Syabtini. 2010. Titrasi Potensiometri. www. Annishanfushie

weblog.com. Diakses tanggal 10 Mei 2010

13

14