Jenis umum percobaan kimia yang disebut titrasi menentukan konsentrasi zat terlarut dalam larutan. Titrasi asam-basa, di mana asam dan basa saling menetralkan, adalah jenis yang paling umum. Titik di mana semua asam atau basa dalam analit (larutan yang dianalisis) telah dinetralkan disebut titik ekivalen; tergantung pada asam atau basa dalam analit, beberapa titrasi akan memiliki titik ekivalen kedua juga. Anda dapat menghitung pH larutan pada titik ekivalen kedua dengan mudah.
Tentukan apakah ada asam atau basa dalam analit, jenis asam atau basa apa yang ada, dan berapa banyak yang ada. Jika Anda mengerjakan pertanyaan ini untuk tugas pekerjaan rumah, informasinya akan diberikan kepada Anda. Sebaliknya, jika Anda baru saja melakukan titrasi di lab, Anda akan mengumpulkan informasi saat Anda melakukan titrasi.
Ingat bahwa asam atau basa diprotik (asam/basa yang dapat mendonorkan atau menerima lebih dari satu ion hidrogen) adalah jenis yang memiliki titik ekivalen kedua. Ingat juga bahwa Ka1 adalah konstanta kesetimbangan (perbandingan produk terhadap reaktan) untuk pemberian proton pertama, sedangkan Ka2 adalah konstanta kesetimbangan untuk pemberian proton kedua. Cari Ka2 untuk asam atau basa Anda dalam teks referensi atau tabel online (lihat Sumberdaya).
Tentukan jumlah asam atau basa konjugasi dalam analit Anda. Ini akan setara dengan jumlah asam atau basa yang semula ada. Kalikan konsentrasi analit asli dengan volumenya. Misalnya, Anda memulai dengan 40 mL 1 molar asam oksalat. Ubah konsentrasi menjadi mililiter dengan membaginya dengan 1000, lalu kalikan volume ini dengan konsentrasinya. Ini akan memberi Anda jumlah mol asam oksalat yang semula ada: (40/1000) x 1= 0,04. Ada 0,04 mol asam oksalat yang ada.
Ambil volume titran (bahan kimia yang Anda tambahkan selama titrasi) untuk menetralkan asam atau basa analit dan tambahkan ke volume analit yang ada. Ini akan memberi Anda volume akhir Anda. Misalnya, untuk mencapai ekivalensi kedua, 80 mL 1 molar NaOH ditambahkan ke 40 mL 1 molar asam oksalat. Perhitungannya adalah 80 mL titran + 40 mL analit = 120 mL volume akhir.
Bagilah jumlah mol asam atau basa yang semula ada dalam analit Anda dengan volume akhir. Ini akan memberi Anda konsentrasi akhir asam atau basa konjugasi. Misalnya, 120 mL adalah volume akhir dan 0,04 mol awalnya ada. Ubah mL menjadi liter dan bagi jumlah mol dengan jumlah liter: 120/1000 = 0,12 liter; 0,04 mol/0,12 liter = 0,333 mol per liter.
Tentukan Kb dari basa konjugasi (atau Ka jika merupakan asam konjugasi). Ingatlah bahwa basa konjugasi adalah spesi yang terbentuk ketika Anda melepaskan semua proton dari asam, sedangkan asam konjugat adalah spesi yang terbentuk ketika Anda mendonorkan proton ke basa. Akibatnya, pada titik ekivalen ke-2, asam diprotik (asam oksalat, misalnya) akan terdeprotonasi seluruhnya dan Kb-nya akan sama dengan 1 x 10^-14/Ka kedua untuk asam oksalat. Untuk basa, Ka pada titik ekivalen kedua akan sama dengan 1 x 10^-14/Kb kedua untuk basa diprotik. Misalnya, asam oksalat adalah analitnya. Kanya adalah 5,4 x 10^-5. Bagilah 1 x 10^-14 dengan 5,4 x 10^-5: (1 x 10^-14)/(5,4 x 10^-5) = 1,852 x 10^-10. Ini adalah Kb untuk bentuk asam oksalat yang terdeprotonasi sepenuhnya, ion oksalat.
Buatlah persamaan konstanta kesetimbangan dalam bentuk berikut: Kb = ([OH-][asam konjugasi])/[basa konjugasi]. Tanda kurung siku mewakili konsentrasi.
Substitusi x^2 untuk dua suku di atas dalam persamaan dan selesaikan untuk x seperti yang ditunjukkan: Kb = x^2/[basa konjugasi]. Misalnya, konsentrasi natrium oksalat adalah 0,333 mol/L, dan Kb-nya adalah 1,852 x 10^-10. Ketika nilai-nilai ini dicolokkan, itu menghasilkan perhitungan berikut: 1,852 x 10^-10 = x^2/0.333. Kalikan kedua ruas persamaan dengan 0,333: 0,333 x (1,852 x 10^-10) = x^2; 6,167 x 10^-11 = x^2. Ambil akar kuadrat dari kedua sisi untuk mencari x: (6.167 x 10^-11)^1/2 = x. Ini menghasilkan yang berikut: x = 7,85 x 10^-6. Ini adalah konsentrasi ion hidroksida dalam larutan.
Konversi dari konsentrasi ion hidroksida atau ion hidrogen ke pH. Jika Anda memiliki konsentrasi ion hidrogen, Anda cukup mengambil log negatif untuk diubah menjadi pH. Jika Anda memiliki konsentrasi ion hidroksida, ambil log negatif kemudian kurangi jawaban Anda dari 14 untuk menemukan pH. Misalnya, konsentrasi yang ditemukan adalah 7,85 x 10^-6 mol per liter ion hidroksida: log 7,85 x 10^-6 = -5,105, oleh karena itu, -log 7,85 x 10^-6 = 5,105.
Kurangi jawaban Anda dari 14. Misalnya, 14 - 5,105 = 8,90. pH pada titik ekivalen kedua adalah 8,90.
Hal yang Anda Butuhkan
- Pensil
- Kertas
- Kalkulator
Tips
Perhitungan ini tidak memperhitungkan autoionisasi air, yang dapat menjadi faktor dalam larutan basa atau asam lemah yang sangat encer. Meskipun demikian, ini adalah perkiraan yang baik untuk tujuan ini dan jenis jawaban yang diharapkan untuk Anda berikan untuk masalah semacam ini.
