Penentuan Kadar Karbonat Dan Bikarbonat Dalam Larutan

I. PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan Penentuan Kadar Karbonat dan Bikarbonat dalam Larutan B. Tujuan Praktikum a. Menyelidiki ada tidaknya ion karbonat, ion bikarbonat, dan ion hidroksida dalam larutan. b. Menentukan kadar karbonat dan bikarbonat dalam larutan secara asidimetri dengan menggunakan indikator ganda.

II. METODE

A. Alat dan Bahan Alat:

Bahan:

a. Pro pipet

a. Larutan HCl 0,1 N

b. Pipet ukur

b. Larutan cuplikan A (Na2CO3)

c. Pipet tetes

c. Larutan cuplikan B (Na2HCO3)

d. Gelas ukur

d. Larutan cuplikan C (Air kran)

e. Gelas beker

e. Indikator Phenolptalein (PP)

f. Buret

f. Indikator Methyl Orange (MO)

g. Corong

g. Aquades

h. Erlenmeyer B. Cara Kerja Larutan cuplikan A, B, dan C masing-masing sebanyak 25 ml dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Setiap larutan cuplikan yang ada di dalam erlenmeyer ditetesi indikator PP (Phenolptalein) sebanyak 3 tetes. Perubahan warna yang terjadi diamati. Jika warna larutan cuplikan berubah, maka larutan cuplikan tersebut dititrasi dengan HCl 0,1 N hingga warnanya berubah menjadi bening. Volume titrasi tersebut (V1) dicatat dalam tabel. Setelah itu, larutan ditetesi indikator methyl orange (MO) dan dititrasi kembali dengan HCl 0,1 N hingga warnanya berubah menjadi orange. Volume titrasi tersebut (V2) dicatat dalam tabel. Jika warna larutan cuplikan tidak berubah, maka larutan cuplikan tersebut ditetesi indikator methyl orange (MO) sebanyak 2 tetes. Larutan cuplikan kemudian dititrasi hingga warnanya berubah menjadi orange. Volume titrasi dicatat dalam tabel. Percobaan di atas diulangi sebanyak 2 kali, kemudian kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida dihitung dengan menggunakan rumus:

1. Jika V1 = V2 ×

× 6,00

×

× 6,00

Kadar Karbonat =

/100

2. Jika V1 < V2 Kadar Karbonat =

Kadar Bikarbonat =

(

%

−

)×

/100

× 6,1

/100

3. Jika V1 > V2 Kadar Karbonat =

Kadar Hidroksida =

(

×

−

× 6,00

%)

×

/100

× 1,7

/100

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Berdasarkan percobaan kelompok, maka diperoleh hasil dalam dua tabel sebagai berikut: Tabel 1. Hasil analisis kadar dalam cuplikan A (Na2CO3) Ulangan

V1 (ml)

V2 (ml)

Karbonat

Bikarbonat

Hidroksida

1

2,5

3

-

-

-

2

2,5

3

-

-

-

x

2,5

3

0,06

0,0122

-

Tabel 2. Hasil analisis kadar dalam cuplikan B (Na2HCO3) Ulangan

V1 (ml)

V2 (ml)

Karbonat

Bikarbonat

Hidroksida

1

0,7

3,5

-

-

-

2

0,7

4

-

-

-

x

0,7

3,75

0,017

0,074

-

Tabel 3. Hasil analisis kadar dalam cuplikan C (air kran) Ulangan

V1 (ml)

V2 (ml)

Karbonat

Bikarbonat

Hidroksida

1

0

1

-

-

-

2

0

0,5

-

-

-

x

0

0,75

0

0,018

-

B. Pembahasan Karbonat dan bikarbonat adalah anion yang akan menghasilkan gas ketika direaksikan dengan asam klorida encer, asam sulfat encer, atau asam sulfat pekat. Ion karbonat ( CO32-) memiliki kelarutan normal kecuali karbonat dari alkali dan amonium yang tak larut dalam air. Karbonat alkali dapat larut di dalam air karena pendidihan. Jika asam klorida encer

ditambahkan pada ion karbonat akan menghasilkan gas karbondioksida yang dapat diidentifikasi dengan mengalirkan pada air kapur atau perak nitrat (Marwati, 2012). Ion karbonat adalah suatu basa dan bereaksi dengan ion hidrogen dalam dua tahap: . 0 CO%. - + H- O → HCO- + H% O 0 HCO. - + H- O → H% CO- + H% O

Ion bikarbonat (HCO3-) memiliki reaksi hampir sama dengan reaksi karbonat. Reaksi dengan larutan merkurium (II) dapat digunakan untuk membedakan antara ion karbonat dan bikarbonat. Ion bikarbonat jika direaksikan dengan merkurium (II) tidak terbentuk endapan sedangkan dengan ion karbonat dapat membentuk endapan coklat (Marwati, 2012). Menurut Harahap (2014), salah satu senyawa dari anion bikarbonat adalah natrium bikarbonat (NaHCO3). Natrium bikarbonat dapat menghasilkan gas karbondioksida jika dipanaskan. Gas ini diperoleh dari garam karbonat atau garam bikarbonat. Natrium bikarbonat apabila mengalami

pemanasan

akan

menghasilkan

natrium

karbonat,

karbondioksida, dan air. Reaksinya sebagai berikut: 2NaHCO- → Na% CO-(4) + H% 5(6) + CO%(7) Analisis yang digunakan dalam percobaan ini adalah analisis volumetri berupa titrasi penetralan/asam-basa. Suatu larutan yang telah diketahui kadarnya dan digunakan sebagai bahan untuk mentitrasi disebut titran. Larutan yang ingin diketahui kadarnya disebut titrat. Titran akan terus ditambahkan pada titrat hingga terjadi perubahan warna. Perubahan warna ini disebabkan oleh adanya indikator asam-basa. Perubahan warna ini juga menandakan bahwa konsentrasi titrat dan titran telah seimbang dan mencapai titik ekivalen/titik akhir titrasi. Titik ekuivalen adalah titik di mana asam telah bereaksi atau dinetralkan oleh basa (Chang, 2005). Menurut Rosalia (2012), reaksi yang dapat digunakan dalam metode volumetri adalah reaksi-reaksi kimia yang sesuai dengan persyaratan sebagai berikut:

1. Reaksi harus berlangsung cepat. 2. Tidak terdapat reaksi samping. 3. Reaksi harus stoikiometri, yaitu diketahui dengan pasti reaktan dan produk serta perbandingan mol/koefisien reaksinya. 4. Terdapat zat yang dapat digunakan untuk mengetahui saat titrasi harus dihentikan (titik akhir titrasi) yang disebut zat indikator. Titrasi netralisasi atau asam-basa dibagi menjadi dua, yaitu titrasi asidimetri dan alkalimetri. Titrasi asidimetri adalah titrasi terhadap basa bebas atau larutan garam yang berasal dari asam lemah, dengan larutan standar asam, contoh NaOH dititrasi dengan HCl. NaOH + HCl → NaCl + H% O Reaksi sebenarnya: OH- + H+

H2O. Titrasi alkalimetri adalah titrasi

terhadap asam bebas atau garam yang berasal dari basa lemah, dengan larutan standar basa, contoh CH3COOH dititrasi dengan NaOH (Rosalia, 2012). Titrasi yang digunakan dalam percobaan ini adalah titrasi asidimetri karena menggunakan larutan standar asam, yaitu asam klorida (HCl). Titrasi asam-basa membutuhkan indikator asam-basa. Menurut Khopkar (1984), indikator asam-basa dapat diklasifikasikan dalam golongan-golongan sebagai berikut: 1. Indikator ftalein Indikator ftalein dibuat dengan kondensasi anhidrida ftalein dengan fenol yaitu fenolftalein. Indikator akan berubah warnanya menjadi merah pada pH 8-9,8. Anggota-anggota lainnya adalah: o-cresolftalein, thimolftalein, dan a-naftolftalein. 2. Indikator sulfoftalein Indikator sulfoftalein dibuat dari kondensasi anhidrida ftalein dan sulfonat. Anggota indikator ini adalah: thymol blue, m-cresolpurple, chlorofenolred, dan bromofenolred.

3. Indikator azo Indikator azo diperoleh dari reaksi amina romatik dengan garam dizonium, misalnya methyl yellow, atau p-dimetil amino azo benzene. Perubahan warna akan terjadi pada larutan asam kuat. Metil orange termasuk dalam kelas ini dan tidak larut dalam air. 4. Indikator trifenilmetana Indikator trifenilmetana tersusun atas 3 gugus fenol yang terangkai bersama sebuah gugus metana. Anggota indikator ini adalah malachitegreen, metil violet, dan kristal violet. Pada percobaan ini, indikator yang digunakan adalah phenolptalein (PP) dan metil orange (MO). Indikator PP akan menunjukkan warna pink pada larutan basa dan tidak berwarna pada larutan asam. Indikator MO akan menunjukkan warna kuning pada larutan basa dan warna orange pada larutan asam (Chang, 2005). Larutan cuplikan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Na2CO3, NaHCO3, dan air kran. Ketika dilakukan titrasi, maka kadar karbonat dapat diketahui melalui volume titran yang bereaksi dengan larutan hingga warna larutan berubah. Apabila volume titrasi pertama lebih kecil dari volume titrasi kedua, maka dalam titrasi pertama terjadi ionisasi karbonat, dan dalam titrasi kedua terjadi ionisasi bikarbonat. Sementara itu, apabila volume titrasi pertama lebih besar dari volume titrasi kedua, maka dalam titrasi pertama terjadi ionisasi karbonat dan dalam titrasi kedua terjadi ionisasi hidroksida (Basset dkk., 1994). Kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: (Basset dkk., 1994) 1. Jika V1 < V2 Kadar Karbonat =

9: ×; <=> ×?,@@

Kadar Bikarbonat =

9 ABC>DEFG

/100

(9H . 9: )×; <=> ×?, 9 ABC>DEFG

…………………………(1)

/100

……………………(2)

2. Jika V1 > V2 Kadar Karbonat =

9: ×; <=> ×?,@@ 9 ABC>DEFG

Kadar Hidroksida =

/100

(9: . 9H )×; <=> × ,I 9 ABC>DEFG

………………………….(3)

/100

…………………...(4)

3. Jika V1 = V2 Kadar Karbonat =

9: ×; <=> ×?,@@ 9 ABC>DEFG

/100

…………………………..(5)

Titrasi dilakukan terhadap masing-masing larutan cuplikan. Larutan cuplikan A (Na2CO3), larutan cuplikan B (NaHCO3), dan larutan cuplikan C (air kran) masing-masing diambil sebanyak 25 ml dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Setelah itu, masing-masing larutan ditambahkan 3 tetes indikator PP. Ketika larutan cuplikan A (Na2CO3) mendapatkan 3 tetes indikator PP, larutan berubah warna menjadi pink, kemudian dititrasi dengan HCl hingga larutan menjadi bening. Larutan kemudian ditambahkan 2 tetes indikator MO dan dititrasi dengan HCl hingga warna larutan dari kuning berubah menjadi orange. Berdasarkan titrasi yang dilakukan kelompok, volume titrasi pertama lebih kecil dari volume titrasi kedua, maka di dalam larutan cuplikan A terdapat ion karbonat dan ion bikarbonat. Ketika larutan cuplikan B (NaHCO3) mendapatkan 3 tetes indikator PP, larutan berubah warna menjadi pink, kemudian dititrasi dengan HCl hingga larutan menjadi bening. Larutan kemudian ditambahkan 2 tetes indikator MO dan dititrasi dengan HCl hingga warna larutan dari kuning berubah menjadi orange. Berdasarkan titrasi yang dilakukan kelompok, volume titrasi pertama lebih kecil dari volume titrasi kedua, maka di dalam larutan cuplikan B terdapat ion karbonat dan ion bikarbonat. Ketika larutan cuplikan C (air kran) mendapatkan 3 tetes indikator PP, tidak terjadi perubahan warna pada larutan. Hal ini membuktikan bahwa larutan cuplikan C bukan larutan basa. Larutan kemudian ditambahkan 2 tetes indikator MO dan dititrasi dengan HCl hingga larutan

berubah warna dari kuning menjadi orange. Berdasarkan titrasi yang dilakukan kelompok, volume titrasi pertama lebih kecil daripada volume titrasi kedua, maka di dalam larutan cuplikan C terdapat ion karbonat dan ion bikarbonat. Menurut Day (1996), titrasi asidimetri dengan larutan HCl 0,1 sebagai titran untuk menentukan kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida terjadi reaksi sebagai berikut: a. Perubahan ion karbonat menjadi ion bikarbonat . . CO%. - + HCl + H% O → HCO- + H% O + Cl

b. Perubahan ion bikarbonat menjadi asam karbonat . HCO. - + HCl + H% O → H% CO- + H% O + Cl

c. Pembentukan ion hidroksida H- O0 + Na0 → NaOH + H% Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh bahwa pada larutan cuplikan A, volume titrasi pertama lebih kecil daripada volume titrasi kedua. Jika volume titrasi pertama lebih kecil daripada volume titrasi kedua maka dalam larutan terdapat ion karbonat dan bikarbonat (Basset, dkk.1994). Oleh sebab itu, kadar karbonat dan kadar bikarbonat pada larutan cuplikan A dapat dihitung menggunakan rumus (1) dan (2), yaitu sebesar 0,06 g/100 ml dan 0,0122 g/100 ml. Hal ini juga berlaku pada larutan cuplikan B, di mana volume titrasi pertama lebih kecil daripada volume titrasi kedua sehingga kadar karbonat dan kadar bikarbonat dalam larutan cuplikan B sebesar 0,017 g/100 ml dan 0,074 g/100 ml. Pada larutan cuplikan C diperoleh hasil bahwa volume titrasi pertama lebih kecil daripada volume titrasi kedua sehingga dapat dihitung menggunakan rumus (1) dan (2). Kadar karbonat dalam larutan cuplikan C sebesar 0 g/100 ml dan kadar bikarbonat sebesar 0,018 g/100 ml. Dengan demikian, larutan cuplikan C hanya mengandung ion bikarbonat. Pada larutan cuplikan A terdapat ion karbonat dan bikarbonat. Berdasarkan reaksinya maka dalam larutan Na2CO3 yang dititrasi dengan

HCl akan terbentuk ion karbonat dan bikarbonat. Oleh karena itu, percobaan yang telah dilakukan sesuai dengan reaksi pembentukan asam karbonat dari ion karbonat dan bikarbonat. Pada larutan cuplikan B terdapat ion karbonat dan bikarbonat. Berdasarkan ion-ion yang bereaksi, di dalam larutan NaHCO3, hanya terdapat ion bikarbonat yang bereaksi menjadi asam karbonat. Ion karbonat diperoleh dari reaksi asam karbonat yang terionisasi menjadi air dan ion karbonat (Hart dkk., 2003). Pada larutan cuplikan ini tidak muncul ion hidroksida dikarenakan ion hidroksida terikat sempurna dengan larutan NaHCO3. Pada larutan cuplikan C ditemukan bahwa terdapat ion bikarbonat sebesar 0,017 g/100 ml. Hal ini mungkin terjadi karena larutan cuplikan C merupakan air ledeng. Air ledeng yang kemungkinan air sadah. Air sadah adalah air yang mengandung ion Ca2+, dan ion Mg2+, serta mengandung garam bikarbonat (Nafie dkk., 2013). Faktor yang dapat mempengaruhi besarnya kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida, yaitu: 1. Penentuan titik akhir titrasi (jika titrasi dihentikan sebelum mencapai titik akhir titrasi, maka kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida dalam larutan yang dihitung menggunakan rumus menjadi tidak benar-benar sesuai dengan kadar yang ada dalam larutan sesungguhnya) (Rivai, 1995). 2. Kontaminan (dalam larutan cuplikan yang ditampung dalam botol, ada kemungkinan terdapat zat-zat lain yang berada dalam botol sehingga larutan dapat tercampur dengan zat tersebut. Hal ini menyebabkan larutan cuplikan menjadi terkontaminasi dengan zat asing tersebut sehingga karbonat, bikarbonat, dan hidroksida menjadi tidak dapat terbentuk) (Hart dkk., 2003). 3. Pelarut (apabila pelarut yang digunakan merupakan pelarut polar, maka kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida dalam larutan akan semakin besar, sedangkan bila digunakan pelarut non polar, maka kadar karbonat, bikarbonat, dan hidroksida akan semakin kecil) (Marks dkk., 2009).

Karbonat dan bikarbonat dalam kehidupan sehari-hari sering ditemukan dalam minuman effervescent. Dasar formula minuman effervescent adalah terjadinya reaksi antara senyawa asam dengan karbonat atau bikarbonat sehingga menghasilkan karbondioksida. Natrium bikarbonat merupakan hablur yang tidak berwarna dan mudah larut dalam air. Pada minuman effervescent, natrium bikarbonat berfungsi sebagai penghasil gas dalam larutannya (Kumar, dkk.2009). Natrium bikarbonat dapat menstabilkan asam sitrat yang bersifat higroskopis sehingga semakin tinggi konsentrasi natrium bikarbonat yang ditambahkan maka akan semakin sedikit uap air yang terserap (Sandrasari, 2012). Bikarbonat juga ditemukan dalam sodium bikarbonat. Sodium bikarbonat adalah senyawa kimia yang termasuk kelompok garam dan telah digunakan sejak lama. Senyawa ini disebut juga baking soda, natrium hidrongen karbonat, dan lain-lain. Senyawa ini merupakan kristal yang sering terdapat dalam bentuk serbuk. Senyawa ini digunakan dalam roti atau kue karena bereaksi dengan bahan lain membentuk gas karbondioksida yang menyebabkan roti mengembang (Harahap, 2014).

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan penentuan kadar karbonat dan bikarbonat dalam larutan, maka dapat disimpulkan: 1. Pada larutan cuplikan A (Na2CO3) terdapat ion karbonat dan bikarbonat. Pada larutan cuplikan B (NaHCO3) terdapat ion karbonat dan bikarbonat. Pada larutan cuplikan C (air kran) terdapat ion bikarbonat. 2. Pada larutan cuplikan A (Na2CO3) terdapat ion karbonat sebesar 0,06 g/100 ml dan ion bikarbonat sebesar 0,0122 g/100 ml. Pada larutan cuplikan B (NaHCO3) terdapat ion karbonat sebesar 0,017 g/100 ml dan ion bikarbonat sebesar 0,074 g/100 ml. Pada larutan cuplikan C (air kran) terdapat ion bikarbonat sebesar 0,018 g/100 ml.

.

DAFTAR PUSTAKA Basset, J., Denney, R.C., Jeffery, G.H., dan Mendham, J. 1994. Buku Ajar Vogel:Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik;Edisi Keempat. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta. Chang, R. 2005. Kimia Dasar;Konsep-Konsep Inti;Edisi Ketiga;Jilid 2. Erlangga, Jakarta. Day, R.A dan Underwood, A.L. 1996. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga, Jakarta. Harahap, SE. 2014. Chapter II. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/ 39639/4/Chapter%20II.pdf. 17 November 2014. Hart, H., Craine, L.E., dan Hart, D.J. 2003. Kimia Organik: Suatu Kuliah Singkat. Erlangga, Jakarta. Khopkar, S.M. 1984. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta. Kumar, R., Patil MB, Patil RS, dan Paschapur MS. 2009. Formulation and Evaluation of Effervescent Floating Tablet of Famotidine. International Journal Pharmnt Res. 1 (3): 754-763. Marks, D.B., Marks, A.D., dan Smith, C.M. 2009. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta. Marwati, S. 2012. Analisis Anion. http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/ pendidikan/Siti%20Marwati,%20M.Si./Analisis%20Anion.pdf. 17 November 2014. Nafie, Y.S., Wogo, H.E., Tawa, B.D. 2013. Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Lontar Sebagai Adsorben Ca (II) dan Mg (II) dalam Air Sadah di Kota Kupang. Jurnal Kimia Terapan 1 : 70-79. Rivai, H. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Universitas Indonesia Press, Jakarta. Rosalia, S. 2012. Analisis Kimia. http://shintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/09 /KD-meeting-11-12.pdf. 25 September 2014.

Sandrasari, D.A. dan Abidin, Z. 2012. Penentuan Konsentrasi Natrium Bikarbonat dan Asam Sitrat pada Pembuatan Serbuk Minuman Anggur Berkarbonasi (Effervescent). Jurnal Teknologi Industri Pertanian 21 (2): 113-117.

Lampiran 1. Analisa kadar dalam cuplikan 1 Rata-rata V1 = (2,5 ml + 2,5 ml) / 2 = 2,5 ml Rata-rata V2 = (3 ml + 3 ml) / 2 = 3 ml V1 < V2 ×

Kadar Karbonat =

=

× 6,00

2,5 × 0,1 × 6,00 25

= 0,06 Kadar Bikarbonat = =

(

%

/100

/100

/100 −

)×

× 6,10

(3 − 2,5) × 0,1 × 6,1 25

= 0,0122

/100

/100

2. Analisa kadar dalam cuplikan 2 Rata-rata V1 = (0,7 ml + 0,7 ml) / 2 = 0,7 ml Rata-rata V2 = (3,5 ml + 4 ml) / 2 = 3,75 ml V1 < V2

Kadar Karbonat =

=

×

× 6,00

0,7 × 0,1 × 6,00 25

= 0,017

/100

/100

/100

/100

(

Kadar Bikarbonat = =

%

−

)×

× 6,10

(3,75 − 0,7) × 0,1 × 6,1 25

= 0,074

/100 /100

/100

3. Analisa kadar dalam cuplikan 3 Rata-rata V1 = (0 ml + 0 ml) / 2 = 0 ml Rata-rata V2 = (1 ml + 0,5 ml) / 2 = 0,75 ml V1 < V2 ×

Kadar Karbonat =

=

0 × 0,1 × 6,00 25

=0 Kadar Bikarbonat = =

× 6,00

/100

/100

/100 (

%

−

)×

× 6,10

(0,75 − 0) × 0,1 × 6,1 25

= 0,018

/100

/100

/100