Ketika ahli kimia perlu menemukan konsentrasi zat terlarut dalam larutan, mereka sering menggunakan teknik yang disebut titrasi. Dengan menambahkan bahan kimia yang bereaksi dengan zat terlarut sampai semua zat terlarut telah dinetralkan, ahli kimia dapat menentukan berapa banyak awalnya hadir - dan karenanya konsentrasi larutan. Soal titrasi dengan asam dan basa adalah tugas umum pada pekerjaan rumah dan tes di kelas kimia.
Tentukan apakah analit (bahan kimia yang dilarutkan dalam larutan) dan titran (bahan kimia yang ditambahkan untuk menetralkan zat terlarut) adalah asam atau basa kuat. Asam adalah zat yang melepaskan proton, sedangkan basa adalah zat yang mengambil proton. Jika zat terlarut adalah basa, titran akan menjadi asam dan sebaliknya. Asam klorida, asam nitrat, asam sulfat, asam perklorat, asam hidrobromat dan asam hidroiodik adalah yang umum asam kuat, sedangkan litium, natrium, kalium, rubidium, kalsium, strontium, dan barium hidroksida adalah basa kuat. Untuk daftar asam dan basa umum, lihat tautan di bagian Sumberdaya.
Tentukan apakah produk reaksi titrasi akan berupa garam netral atau garam basa/asam. Ketika basa kuat dan asam kuat bereaksi, produknya adalah garam netral (garam dengan pH 7); reaksi antara asam klorida dan natrium hidroksida, misalnya, menghasilkan natrium klorida, yang bukan basa atau asam. Namun, asam kuat yang bereaksi dengan basa lemah menghasilkan garam asam, sedangkan basa kuat yang bereaksi dengan asam lemah menghasilkan garam basa. Titrasi hampir tidak pernah dilakukan dengan kombinasi asam lemah dan basa lemah, karena akan lebih sulit untuk menemukan titik ekivalen untuk jenis titrasi ini.
Tuliskan apa yang Anda ketahui dan cari tahu apa masalahnya. Biasanya pekerjaan rumah atau soal tes semacam ini akan memberi Anda identitas titran dan analit, volume analit dan konsentrasi titran. Masalahnya mungkin memberi Anda jumlah titran yang dibutuhkan untuk mencapai kesetaraan (titik di mana semua zat terlarut telah dinetralkan) dan meminta Anda untuk menemukan pH pada ekivalensi dan konsentrasi larutan asli, atau mungkin memberi Anda konsentrasi titran dan zat terlarut kemudian meminta Anda untuk menemukan pH pada setiap tahap reaksinya. Setiap jenis masalah akan membutuhkan strategi yang berbeda.
Tuliskan persamaan kimia yang seimbang untuk reaksi antara asam dan basa (ini biasanya akan diberikan kepada Anda juga dalam soal). Tentukan rasio reaktan menggunakan persamaan kimia, yaitu berapa banyak molekul dari satu bahan kimia yang diperlukan untuk bereaksi dengan satu molekul yang lain.
Gunakan data yang telah diberikan untuk menghitung pH pada setiap langkah reaksi jika soal meminta Anda melakukannya (jika tidak, lewati langkah ini dan lanjutkan ke Langkah 6). Tergantung pada identitas analit dan titran, ada empat kemungkinan.
1) Jika analit adalah asam kuat dan titran adalah basa kuat, pH hanyalah log negatif dari konsentrasi analit. Untuk mencari konsentrasi analit, kurangi jumlah mol titran yang ditambahkan sampai titik ini, kemudian bagi dengan volume total (volume awal analit + volume titran yang ditambahkan).
2) Jika analit adalah basa kuat dan titrannya adalah asam kuat, langkah-langkah yang Anda ikuti adalah sama seperti pada (1) kecuali bahwa log negatif dari konsentrasi analit akan memberi Anda pOH alih-alih pH. Untuk mengubah pOH menjadi pH, kurangi dari 14.
3) Jika analit adalah asam lemah dan titran adalah basa kuat, gunakan persamaan Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log ( [konjugasi basa konjugasi] / sisa konsentrasi asam lemah ). Jumlah basa konjugasi sama dengan jumlah titran yang telah Anda tambahkan sejauh ini; membaginya dengan volume total untuk menemukan konsentrasi. Nilai pKa untuk banyak asam lemah tercantum dalam tabel yang ditautkan di bagian Sumberdaya.
4) Jika analit adalah basa lemah dan titran adalah asam kuat, gunakan bentuk lain dari Persamaan Henderson-Hasselbalch, pOH = pKb + log ( [konjugasi asam konjugasi] / sisa basa lemah konsentrasi). Kemudian ubah dari pOH menjadi pH dengan mengurangkan dari 14.
Temukan pH pada kesetaraan jika masalah meminta Anda untuk melakukannya. Untuk asam kuat yang berpasangan dengan basa kuat, pH pada ekivalen adalah 7. Untuk titran asam kuat dan analit basa lemah, ambil jumlah mol basa lemah yang semula ada dan bagi dengan volume total yang baru (volume awal analit + volume titran yang ditambahkan untuk mencapai ekivalensi) untuk mencari konsentrasi, kemudian ambil log negatif dari konsentrasi. Prosedur untuk titran basa kuat dengan analit asam lemah adalah sama, kecuali setelah Anda meminumnya log negatif Anda akan memiliki pOH daripada pH, jadi Anda perlu mengubahnya menjadi pH dengan mengurangkannya dari 14.
Temukan konsentrasi asli analit jika masalah meminta Anda untuk melakukannya. Volume titran yang ditambahkan untuk mencapai ekivalensi dikalikan dengan molaritas atau konsentrasi titran akan memberikan jumlah mol titran yang ditambahkan. Jumlah mol titran yang ditambahkan, dikalikan dengan rasio antara reaktan yang Anda temukan pada Langkah 4, sama dengan jumlah mol analit yang awalnya ada. Bagilah jumlah mol analit dengan volume awal analit untuk menemukan konsentrasi analit.
Tips
Prosedur ini mengasumsikan rasio 1 banding 1 antara asam dan basa dalam reaksi netralisasi -- yang biasanya merupakan jenis masalah yang akan Anda lihat pada kuis kimia umum.
Peringatan
Saat menemukan konsentrasi pada atau sebelum ekivalen, pertimbangkan volume titran yang telah Anda tambahkan.
