Sabtu, 13 November 2010

Perubahan warna indikator

BAB I

PENDAHULUAN

  1. Latar Belakang

Titrasi merupakan suatu metoda untuk menentukan konsentrasi suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila melibatan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa, titrasi redoks untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatan pembentukan reaksi kompleks dan titrasi pengendapan bila melibatkan reaksi pengendapan.

Titrasi asam basa melibatkan asam maupun basa sebagai titer ataupun titran. Titrasi asam basa dilakukan berdasarkan reaksi penetralan. konsentrasi larutan asam ditentukan dengan menggunakan larutan basa dan sebaliknya. Pada titrasi asam basa, jumlah asam harus ekivalen dengan jumlah basa. Untuk itu perlu ditentukan titik ekivalen reaksi.

Titik ekivalen adalah keadaan dimana jumlah mol asam tepat habis bereaksi dengan jumlah mol basa. Untuk menentukan titik ekivalen pada reaksi asam-basa dapat digunakan indikator asam-basa. Namun, indikator hanya mampu menentukan titik akhir titrasi, bukan titik eqivalen titrasi.

Indikator asam basa adalah zat yang dapat berubah warna apabila pH lingkungan berubah (W Harjadi, 1986). Dari perubahan warna ini akan dapat ditentukan titik akhir titrasi. Indikator asam basa yang sering dipakai dalam titrasi asam basa diantaranya adalah bromtimol biru, metil jingga, fenolftalein dan yang lainya.

Pada makalah ini akan dibahas mengenai penyebab berubahnya warna indikator asam basa bila terjadi perubahan pH.


 


 


 


 

  1. Rumusan Masalah

Bertolak dari latar belakang masalah, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut: Bagaimanakah perubahan warna indikator pada titrasi asam basa?


 

  1. Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan sebelumnya, maka tujuan penulisan ini adalah untuk mengetahui penyebab berubahnya warna indikator asam basa bila terjadi perubahan pH.


 

  1. Manfaat

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

  1. Dapat mengetahui kajian tentang penyebab berubahnya warna indikator asam basa bila terjadi perubahan pH.
  2. Dapat memperdalam pengetahuan tentang titrasi asam basa.


 


 


 

BAB II

TELAAH PUSTAKA

  1. Teori Asam-Basa

    2.1.1 Teori Asam Basa Arrhenius

Di tahun 1886, Arrhenius mengusulkan teori disosiasi elektrolit, dengan teori ini mendefinisikan asam basa sebagai berikut:

Teori asam basa Arrhenius:

  1. asam: zat yang melarut dan mengion dalam air menghasilkan ion H+.
  2. basa: zat yang melarut dan mengion dalam air menghasilkan ion hidroksida (OH)

Dengan demikian, keasaman asam klorida dan kebasaan natrium hidroksida dijelaskan dengan persamaan berikut:

HCl + aq H+(aq) + Cl(aq)

NaOH + aq Na+(aq) + OH(aq)

(aq) menandai larutan dalam air.     


 

2.2.2 Teori Asam Basa Bronsted-Lowry

Menurut teori asam-basa Bronsted-Lowry, asam adalah zat yang dapat menyumbangkan proton, sehinnga disebut donor proton. Basa adalah zat yang dapat menerima proton sehingga disebut akseptor proton.

Contoh asam-basa menurut teori Bronsted-Lowry adalah sebagai berikut:

        H2O + HCl        H3O+ + Cl-

Dalam reaksi di atas HCl termasuk asam karena memberi proton sedangkan H2O termasuk basa karena menerima proton. Zat yang telah menerima proton disebut asam konyugasi sedangkan yang telah memberi proton disebut basa konyugasi. Dalam contoh reaksi di atas, H3O+ adalah asam konyugasi, sedangkan Cl- adalah basa konyugasi.


 


 

2.2.3 Teori Asam Basa Lewis

Menurut teori asam-basa Lewis, asam adalah senyawa yang dapat menerima pasangan elektron, sedangkan basa adalah senyawa yang dapat memberikan pasangan elektron. Reaksi asam basa Lewis termasuk reaksi pembentukan ikatan koordinasi. Contoh asam-basa menrut Lewis adalah sebagai berikut :


 

Pada contoh di atas NH3 merupakan basa kerena mendonorkan pasangan electron sedangkan BF3 adalah asam karena menerima pasangan electron.


 


 

  1. Titrasi

Titrasi merupakan suatu metode standar laboratorium untuk analisis kimia untuk menentukan konsentrasi dari suatu reaktan dengan menggunakan reaktan lain yang telah diketahui konsentrasinya.. Suatu reagen, yang disebut dengan titran, yang konsentrasi dan volumenya telah diketahui digunakan untuk menentukan konsentrasi titrat yang telah diketahui volumenya. Titran ditempatkan pada suatu alat yang digunakan untuk proses titrasi, yaitu buret, sehinnga dapat ditentukan perbandingan antara titran dengan titrat pada akhir titrasi.

Titrasi asam basa didasarkan atas reaksi penetralan suatu asam oleh basa atau sebaliknya. Jika suatu basa bebas atau basa yang terbentuk dari hidrolisis garam yang berasal dari asam lemah dititrasi dengan larutan standar asam, maka titrasinya dikenal sebagai titrasi asidimetri. Untuk titrasi alkalimetri, proses titrasi dengan larutan standar basa untuk menitrasi asam bebas atau asam yang terbentuk dari hidrolisis garam yang berasal dari basa lemah. Dengan demikian, titrasi asam basa menyangkut 1) titrasi antara asam kuat dan basa kuat, 2) asam kuat dan basa lemah, 3) asam lemah dan basa kuat, 4) asam kuat dan garam dari asam lemah, serta 5) titrasi basa kuat dengan garam dari basa lemah.

Banyak metode yang digunakan untuk mengindikasikan titik akhir suatu titrasi; titrasi menggunakan indikator visual, artinya yang dapat diamati dengan mata secara langsung. Dalam titrasi asam-basa yang sederhana, suatu indikator pH dapat digunakan, seperti pp, dimana akan berubah menjadi warna merah ketika berada dalam rentangan pH nya.


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Gambar 1. Alat-alat titrasi

(Harjadi, W. 1986)

Beberapa jenis titrasi, antara lain:

  1. titrasi asam-basa,
  2. titrasi redoks,
  3. pengendapan,
  4. titrasi kompleksiometri,
  5. konduktometri,
  6. titrasi isotermal kalorimetri.


 


 


 

  1. Indikator

Indikator adalah senyawa organik yang dapat berubah warna bila pH larutanya berubah.

Sumber indikator alam, umumnya berasal dari tumbuhan (akar, daun, bunga, buah, atau biji) dan dapat dibuat ekstraksi dengan pelarutnya yang sesuai. Selain indikator alam, kini dikenal dengan juga indikator sintesis (dibuat secara sintetik) tergolong golongan sulfonftalein dan ftalein. Bahkan indikator sintesis lebih unggul dari indikator alam karena memberikan perubahan warna yang lebih jelas (cemerlang).

Suatu indikator memiliki kepekaan terhadap perubahan pH larutan. Ada juga kelompok indikator yang peka terhadap konsentrasi ion-ion logam tertentu seperti ion Mg2+, ion Ca2+, ion Cu2+. Indikator terakhir ini sering disebut sebagai indikator metalokromik memiliki peran dalam titrasi kelometrik.

Indikator pH yang digunakan untuk menunjukkan titik akhir suatu titrasi harus memenuhi dua persyaratan berikut. Pertama, indikator harus berubah warna tepat pada saat titran ekivalen dengan titrat agar tidak terjadi kesalahan titrasi (selisih antara titik akhir dengan titik ekivalen). Hal ini dapat dipenuhi apabila trayek indikator mencakup pH larutan pada titik ekivalen atau sangat mendekati. Kedua, perubahan warna indikator harus mendadak pada saat titik akhir titrasi, sehingga dapat ditentukan dengan pasti saat titrasi harus dihentikan. Apabila perubahan warna terjadi dengan mendadak sekali (yakni tetes terakhir menyebabkan warna sama sekali lain) maka dikatakan titik akhirnya tegas atau tajam (sharp). Persyaratan ini dapat terpenuhi apabila trayek indikator memotong bagian yang sangat curam dari kurva.

Selama proses titrasi asam basa terjadi perubahan pH titrat misalnya bila larutan asam dititrasi dengan basa, maka pH larutan mula-mula rendah dan selama titrasi terus menerus naik. Setiap keadaan selama penambahan titran tertentu akan mempunyai pH tertentu dan apabila dibuat grafik antara pH larutan dengan volume titran maka akan diperoleh grafik yang disebut kurva titrasi.


  1.  
  2. 2.3.1 Jenis-jenis indikator

    Dari segi fungsinya, dikenal beberapa macam kelompok indikator diantaranya adalah sebagai berikut.

    1. Indikator Asam-Basa

      Contoh: lakmus, fenolftalin, fenol merah, metil jingga, metil merah, brom-timol biru, brom-kresol hijau, brom-kresol ungu, dan sebagainya.

    2. Indikator Redoks

      Contoh: metilen biru, difenil-amin, difenil-benzidin, feroin, nitroferoin, 5-metilferoin, asam difenilamin sulfonat, dan sebagainya.

    3. Indikator Kulometrik

      (berupa elektrode pembanding-indikator)

    4. Indikator Kelometrik (Indikator Metalokromik)

      Contoh: Erichrome Black T, kalmagit, difenil karbazida, difenil karbazon, natrium nitro-prusida, pirokatekol ungu, dan sebagainya.

    5. Indikator Pengendapan (Indikator Adsorpsi)

      Contoh: eosin, fluoresin, diklorofluoresin, ortokrom T, ion kromat

      (CrO42-), ion ferri (Fe3+), dan sebagainya.

    6. Indikator Pendar-Fluor (Indikator Fluoresen)

      Contoh: iosin, eritrosin, resorufin, kuinin, asam naftol-sulfonat, diazol kuning-brilian, dan sebagainya.

      (Mulyono HAM)


       

  3. 2.3.2 Indikator asam-basa

    Analisis memanfaatkan perubahan besar dalam pH yang terjadi dalam titrasi, untuk menerapkan kapan titik kesetaraan itu tercapai. Terdapat banyak asam dan basa organik lemah yang bentuk ion dan bentuk tak-terdisosiasinya menunjukkan warna yang berlainan. Molekul-molekul semacam itu dapat digunakan untuk menetapkan kapan telah ditambahkan cukup titran dan disebut indikator tampak (visual indicator). Suatu contoh sederhana adalah p-nitrofenol, yang merupakan asam lemah dengan disosiasi sebagai berikut:


     


     


     


     


     


     


     

    Gambar 3. Struktur dan perubahan warna dari p-nitrofenol (A. L. Underwood, 1986).


     

    Bentuk tak-terdisosiasinya tak berwarna, namun anionnya, yang memiliki sistem rangkap-tunggal selang-seling (sistem konjugasi), berwarna kuning. Molekul atau ion yang memiliki sistem konjugasi semacam itu menyerap cahaya yang lebih panjang. Cahaya yang diserap seringkali berada dalam bagian tampak dari spektrum, dan karenanya molekul atau ion itu berwarna.

        Untuk sederhananya, misalkan indikator asam, dalam hal ini pp, dilambangkan dengan Hln, indikator basa dengan lnOH. Ungkapan disosiasi adalah

        HIn + H2O H3O+ + In

    InOH In+ + OH

    Tetapan disosiasi asam adalah


     

    Dalam bentuk logaritma, ini menjadi


     

    Sebagai ilustrasi andaikan bahwa molekul Hln tak-berwarna dan ion ln- merah, tentu saja kedua bentuk itu terdapat dalam suatu larutan indikator itu, dengan konsentrasi relatif mereka bergantung pada pH. Warna yang dideteksi oleh mata manusia bergantung pada kuantitas relatif bentuk tersebut. Jelas dalam larutan-larutan dengan pH rendah, Hln lebih melimpah dan kita mengharapkan hanya menampakkan tak-berwarna. Dalam larutan dengan pH tinggi, ln- akan lebih melimpah dan warnanya merah. Perubahan minimum dalam pH yang diperlukan untuk suatu perubahan warna diacu sebagai "rentang pH indikator". Pada pp, jangkauan pHnya antara 8,0-9,6. Pada nilai pertengahan pH, warna yang diperlihatkan lebih muda (merah muda). Berikut disajikan beberapa indikator asam-basa dalam tabel 1.

    Tabel 1. Beberapa indikator asam-basa

    Indikator 

    Perubahan warna dengan naiknya pH 

    Jangka pH 

    Asam pikrat

    Biru timol

    2,6-Dinitrofenol

    Kuning metal

    Jingga metil

    Hijau bromkresol

    Merah metil

    Lakmus

    Ungu metil

    p-Nitrofenol

    Ungu bromkresol

    Biru bromtimol

    Merah netral

    Merah fenol

    p-a Naftolftalin

    Phenolphtalein (pp)

    Timolftalin

    Kuning R alizarin

    1, 3, 5-Trinitrobenzena 

    Tak-berwarna ke kuning

    Merah ke kuning

    Tak-berwarna ke kuning

    Merah ke kuning

    Kuning ke biru

    Merah ke kuning

    Kuning ke biru

    Merah ke kuning

    Merah ke biru

    Ungu ke hijau

    Tak-berwarna ke kuning

    Kuning ke ungu

    Merah ke kuning

    Kuning ke merah

    Kuning ke merah

    Tak-berwarna ke merah
    tak-berwarna ke biru

    Kuning ke lembayung

    Tak-berwarna ke jingga 

    0,1-0,8

    1,2-2,8

    2,0-4,0

    2,9-4,0

    3,1-4,4

    3,8-5,4

    4,2-6,2

    5,0-8,0

    4,8-5,4

    5,6-7,6

    5,2-6,8

    6,0-7,6

    6,8-8,0

    6,8-8,4

    7,0-9,0

    8,0-9,6

    9,3-10,6

    10,1-12,0

    12,0-14,0 

    (
    A. L. Underwood, 1986)


     


     


     


     

    BAB III

    METODE PENULISAN

    3.1 Metode Penulisan

        Dalam penulisan karya tulis ini mengunakan metode kajian pustaka yaitu metode untuk mendapatkan informasi melalui buku-buku sumber dan literatur. Dimana melalui metode kepustakaan ini didapatkan suatu landasan teori untuk dijadikan pedoman atau landasan untuk berpijak dalam melakukan kajian terhadap permasalahan.


     

    1. Langkah – Langkah Penulisan Karya Tulis

    Secara garis besar tahapan penulisan karya tulis ini dapat dibuat dalam bentuk bagan seperti Gambar 4.


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     

    Gambar 4. Bagan penulisan


     


     


     


     


     

    BAB IV

    ANALISIS DAN SINTESIS

    4.1 Analisis

    Titrasi merupakan suatu metoda untuk menentukan konsentrasi suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila melibatan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa, titrasi redoks untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatan pembentukan reaksi kompleks dan titrasi pengendapan bila melibatkan reaksi pengendapan.

    Titrasi asam basa melibatkan asam maupun basa sebagai titer ataupun titran. Titrasi asam basa dilakukan berdasarkan reaksi penetralan. konsentrasi larutan asam ditentukan dengan menggunakan larutan basa dan sebaliknya. Pada titrasi asam basa, jumlah asam harus ekivalen dengan jumlah basa. Untuk itu perlu ditentukan titik ekivalen reaksi.

    Banyak metode yang digunakan untuk mengindikasikan titik akhir suatu titrasi seperti menggunakan indikator visual, artinya yang dapat diamati dengan mata secara langsung. Dalam titrasi asam-basa yang sederhana, suatu indikator pH yang dapat digunakan adalah phenolphthalein (PP), dimana PP akan berubah menjadi warna merah ketika berada dalam rentangan pH nya.

    Indikator pH yang digunakan untuk menunjukkan titik akhir suatu titrasi harus memenuhi dua persyaratan berikut. Pertama, indikator harus berubah warna tepat pada saat titran ekivalen dengan titrat agar tidak terjadi kesalahan titrasi (selisih antara titik akhir dengan titik ekivalen). Hal ini dapat dipenuhi apabila trayek indikator mencakup pH larutan pada titik ekivalen atau sangat mendekati. Kedua, perubahan warna indikator harus mendadak pada saat titik akhir titrasi, sehingga dapat ditentukan dengan pasti saat titrasi harus dihentikan. Apabila perubahan warna terjadi dengan mendadak sekali (yakni tetes terakhir menyebabkan warna sama sekali lain) maka dikatakan titik akhirnya tegas atau tajam (sharp). Persyaratan ini dapat terpenuhi apabila trayek indikator memotong bagian yang sangat curam dari kurva.

    Selama proses titrasi asam basa terjadi perubahan pH titrat misalnya bila larutan asam dititrasi dengan basa, maka pH larutan mula-mula rendah dan selama titrasi terus menerus naik. Setiap keadaan selama penambahan titran tertentu akan mempunyai pH tertentu. Perubahan pH ini akan menyebabkan perubahan warna pada indikator, sehingga dapat ditentukan titik akhir titrasinya.


     

    4.2 Sintesis

    Indikator asam basa merupakan asam atau basa organik lemah, sehingga dalam larutan mengalami kesetimbangan pengionan. Molekul-molekul indikator tersebut mempunyai warna yang berbeda dengan ion-ionnya. Hal ini disebabkan karena terjadi perubahan struktur, yaitu struktur molekul dan ionnya berbeda. Karena itu sifat penyerapan sinar ikut berbeda dan mengakibatkan perbedaan warna.

    Misalnya suatu indikator bersifat asam lemah dengan simbol HIn. Dalam pengionannya terjadi kesetimbangan

    HIn H+ + In-


     

    Dari reaksi di atas dapat dilihat kalau kesetimbangan tergantung pada pH lingkungannya.Dalam larutan asam, konsentrasi ion H+ dalam larutan tinggi sehingga kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan HIn. Hal ini menyebabkan lebih banyak molekul HIn dalam larutan itu daripada ion In-, maka warna larutan lebih banyak ditentukkan oleh warna molekul (warna A). Dalam suasana basa, terdapat banyak ion OH-. Ion-ion ini akan mengikat ion H+ sehingga konsentrasi ion H+ akan berkurang dan kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan. Jadi dalam larutan basa terdapat jauh lebih banyak ion In- daripada molekul-molekul Hln, sehingga warna larutan lebih banyak ditentukan oleh warna B. Pada setiap pH terjadi kesetimbangan seperti di atas, hanya letak kesetimbangannya yang berbeda-beda, lebih ke kiri atau ke kanan atau setimbang.    Dari letak kesetimbangan itu, maka perbandingan konsentrasi {[HIn] : {[In-]} nilainya bisa besar sekali, besar, kecil, atau kecil sekali. tetapi tidak mungkin salah satu spesies tersebut menjadi nol. Berarti, bahwa warna larutan sesungguhnya selalu merupakan warna campuran, yakni warna A dan B. Misalkan bahwa molekul HIn berwarna merah dan ion In- berwarna kuning. Kedua bentuk tersebut berada dalam larutan indikator dengan konsentrasi bergantung pada pH. Warna yang dideteksi oleh mata manusia bergantung dari kuantitas dari masing-masing bentuk tersebut. Dalam pH rendah, HIn lebih banyak dalam larutan, sehingga yang nampak adalah warna merah. Dalam pH tinggi, In- lebih melimpah, sehingga warna kuning yang nampak.

    Misalkan, dalam suatu titrasi antara asam kuat (HCl) dengan basa kuat (NaOH), dimana HCl sebagai titrat dan NaOH sebagai titran. Dalam titrasi tersebut digunakan indikator phenolptalein (PP), dimana trayek pH indicator PP adalah 8,0-9,6. Ketika indikator PP ditambahkan pada titrat (larutan HCl), indikator PP akan mengalami disosiasi menjadi ion-ionnya. Dalam pengionannya, warna molekul PP berbeda dengan warna ionnya, dimana molekul PP tidak berwarna sedangkan ionnya berwarna merah muda. Persamaan disosiasinya sebagai berikut:


     


     


     

    Pada awal titrasi, saat belum ada penambahan NaOH ke dalam larutan titrat, larutan titrat masih berada dalam suasana asam, sehingga di dalam larutan masih banyak terdapat ion H+. Hal ini menyebabkan molekul PP di dalam larutan lebih banyak daripada ionnya, sehingga warna larutan dipengaruhi oleh warna PP, yaitu tak berwarna.

    Saat titrasi dimulai, terjadi penambahan NaOH ke dalam larutan titrat sehingga pH larutan terus meningkat. Peningkatan pH larutan menyebabkan larutan menjadi semakin basa. Karena larutan menjadi semakin basa, jumlah ion OH- dalam larutan akan semakin banyak. Ion-ion ini akan mengikat ion H+, sehingga konsentrasi ion H+ akan berkurang dan kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan. Jadi, dengan penambahan NaOH, jumlah molekul PP jauh lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah ionnya, sehingga warna larutan akan dipengaruhi oleh warna ionnya dan warna larutan akan berubah menjadi merah muda. Gambar 5 menunjukkan penambahan larutan NaOH menyebabkan peningkatan pH larutan sehingga larutan menjadi basa.


     


     


     


     


     


     


     


     


     


     

    Gambar 5. Grafik peningkatan pH larutan karena penambahan larutan NaOH


     


     


     

    BAB V

    KESIMPULAN DAN SARAN

    5.1 Kesimpulan

        Berdasarkan pembahasan di atas, dapat dapat disimpulkan:

    Perubahan warna indikator terjadi karena pengionannya membawa perubahan struktur yaitu struktur molekul dan ionnya berbeda. Karena itu sifat penyerapan sinar ikut berbeda dan mengakibatkan perbedaan warna.


     

    5.2 Saran

    Dari penulisan karya tulis ini, adapun saran yang dapat kami sampaikan, yaitu sebagai berikut.

    1. Dalam pemilihan indikator untuk titrasi asam basa agar diperhatikan trayek pH dari indikator yang akan digunakan.
    2. Untuk memperdalam kajian tentang titrasi asam basa, khususnya indikator, dapat dilakukan dengan membaca referensi lain yang terkait.


     


     

        
     


     

    DAFTAR PUSTAKA


     

    Achmad,. Hiskia. 2001. Kimia Larutan. Bandung: PT. Citra Aditya bakti.

    Harjadi, W. 1986. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia.

    HAM, Muliono. Membuat Reagen Kimia di Laboratorium. Bumi Aksara.

    Simamora, Maruli, dkk. Kimia Dasar II. Singaraja. Universitas Pendidikan Ganesha

    Underwood, AL/R.A. Day, Jr. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif edisi ke-5. Jakarta: Erlangga.


     

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar