Kurva Titrasi Asam-Basa Poliprotik Dengan Mbcb

Yoo saya akan membahas soal yang sebelumnya sudah saya keluarkan di post MBCB yaitu perihal Kurva Titrasi Asam-Basa, tepatnya asam Oksalat. Post ini merupakan WMT ketiga yang juga dikeluarkan di Forum Olimpiade Sains Nasional. Silahkan dibaca dulu postnya perihal MBCB ya mhanx… oh iya, FYI, soal semacam ini keluar loh di Tes Komprehensif Pelatnas II IChO 2018. Atau apabila anda malas baca postnya, berikut ini ialah soalnya:

Gambarkan kurva titrasi asam oksalat 0.0100 M sebanyak 20.0 mL dengan NaOH pada konsentrasi yang sama. Diketahui nilai $\ce {pK_{a1}}$ dan $\ce {pK_{a2}}$ masing-masing yaitu 1.23 dan 4.19. Gunakan mbcb. Tandai titik-titik berikut dan hitung nilai pH-nya:

1. Penambahan 0 mL basa
2. Penambahan 4 mL basa
3. Penambahan 10 mL basa
4. Penambahan 16 mL basa
5. Penambahan 20 mL basa
6. Penambahan 24 mL basa
7. Penambahan 30 mL basa
8. Penambahan 36 mL basa
9. Penambahan 39.8 mL basa
10. Penambahan 40 mL basa
11. Penambahan 40.2 mL basa
12. Penambahan 44 mL basa
13. Penambahan 50 mL basa

Oke, jadi untuk kurva titrasi asam-basa, tolong-menolong ada shortcutnya yang secara umum diajarkan “untuk dihafalkan” oleh belum dewasa olimpiade, yang sanggup saya katakan agak “sesat“. Berikut ini merupakan rumus umum (untuk titrasi asam oleh basa) nya:

Nilai $\ce {[H+]}$ sebelum penambahan basa = $\ce {\sqrt{K_{a1} . M_a}}$

Nilai $\ce {[H+]}$ ketika penambahan basa sebelum Titik Ekuivalen Pertama (TE1), dicari pakai rumus buffer: $\ce {[H+] = K_{a1} * \frac{M_a}{M_{b(konj)}}}$

Nilai pH ketika TE1 = $\ce {\frac{pK_{a1} + pK_{a2}}{2}}$

Sebelum TE2 caranya sama dengan sebelum TE1

TE2 dicari dengan rumus hidrolisis: $\ce {[OH-] = \sqrt{\frac{K_w}{K_{a2}} . M_{garam}}}$

Setelah TE2 dicari dengan sisa basa (NaOH) saja.

Challenge: kerjakan soal asam oksalat dengan cara diatas, kalian akan sanggup kurva titrasi asam-basa yang sangad unique mhanx.

Ya, cara diatas terperinci tidak berlaku untuk semua kasus.

Salah satu kasusnya ya terutama untuk titrasi asam oksalat ini. Untuk mengerjakan soal ini, saya sih pakai mbcb mhanx h3h3h3h3… gampang saja kok. Anda harus tahu modal apa yang perlu anda miliki sebelum mempelajari cara ini.

Apa saja modal yang anda butuhkan untuk mengerjakan soal kurva titrasi asam-basa semacam ini?

1. Pengetahuan mbcb
2. Ketelatenan
3. Ketelitian
4. Kalkulator yang sanggup solve persamaan pangkat 3
5. Iman dan iktikad bahwa anda sanggup

Heheheh, filosofis banget ya. Semua soal kurva titrasi asam-basa juga boleh dikerjakan dengan cara ini. Anda tinggal membagi menjadi 2 kasus:

Kasus 1. Sebelum TE2, keadaan masih asam, sehingga $\ce {[OH-] <<< [H+]}$ sehingga konsentrasi ion hidroksida sanggup diabaikan.

Saya asumsikan anda sudah membaca post MBCB, sehingga sanggup menyusun mass balance untuk spesi2 oksalat.

Nah, charge balancenya akan sebagai berikut:

$\ce {[Na+] + [H+] = [HC2O4-] + 2[C2O4^{2-}]}$

Mari kita eksklusif saja mhanx masukkan konsentrasi spesi2 oksalat dari mass balance, pastinya hafal ya:

$\ce {[Na+] + [H+] = \frac{K_{a1} * [H+] * C_{o(oksalat)}}{[H+]^2 + K_{a1} * [H+] + K_{a1} * K_{a2}} + 2 * \frac{K_{a1} * K_{a2} * C_{o(oksalat)}}{[H+]^2 + K_{a1} * [H+] + K_{a1} * K_{a2}}}$

Gampang kan? Tinggal kita atur ulang, jadilah persamaan pangkat tiga:

$\ce {[H+]^3 + ([Na+] + K_{a1}) [H+]^2 + (K_{a1} [Na+] + K_{a1} K_{a2} – K_{a1} C_{o(oksalat)}) [H+] + K_{a1} K_{a2} [Na+] – 2 K_{a1} K_{a2} C_{o(oksalat)} = 0}$

Dengan nilai-nilai $\ce {[Na+]}$ dan $\ce{C_{o(oksalat)}}$ berubah-ubah bergantung pada basa NaOH yang ditambahkan, sedangkan konstanta kesetimbangan tidak berubah. Artinya, pada tiap mL penambahan basa, kita harus menghitung konsentrasi ion natrium dan konsentrasi total oksalat saja. Persamaan pangkat tiga ini sanggup diselesaikan dengan kalkulator scientific Casio FX-991ES plus, damai saja.

Kasus 2. Sesaat TE2 dan sesudah TE2, keadaan sudah basa sehingga $\ce {[OH-] >>> [H+]}$ sehingga konsentrasi proton yang sanggup diabaikan.

Nah, kini dibalik, yang diabaikan ialah konsentrasi protonnya, alasannya ialah ketika melewati titik ekuivalen jumlah ion hidroksida jauh lebih banyak daripada jumlah protonnya.

$\ce {[Na+] = \frac{K_w}{[H+]} + [HC2O4-] + 2[C2O4^{2-}]}$

Seperti biasa, mari masukkan persamaan mass balancenya:

$\ce {[Na+] = \frac{K_w}{[H+]} + \frac{K_{a1} * [H+] * C_{o(oksalat)}}{[H+]^2 + K_{a1} * [H+] + K_{a1} * K_{a2}} + 2 * \frac{K_{a1} * K_{a2} * C_{o(oksalat)}}{[H+]^2 + K_{a1} * [H+] + K_{a1} * K_{a2}}}$

Mari kita buat persamaan pangkat 3 lainnya, caranya ialah kalikan kedua sisi dengan penyebut yang ada di sisi kanan:

$\ce {[Na+] [H+]^3 + (K_{a1} [Na+] – K_w – K_{a1} C_{o(oksalat}) [H+]^2 + (K_{a1} K_{a2} [Na+] – K_w K_{a1} – K_{a1} K_{a2} C_{o(oksalat)}) [H+] – K_{a1} K_{a2} K_w = 0}$

Lagi-lagi, sama saja caranya ialah menemukan konsentrasi ion natrium dan konsentrasi total oksalat pada aneka macam penambahan mL basa.

Kapan Kurva Titrasi Asam-Basa harus Diperkirakan dengan MBCB?

1. Lihat Featured Image (Paling atas).
2. Saat nilai kesetimbangan terlalu besar atau kecil.
3. Saat anda tidak yakin… ya pada dasarnya MBCB sanggup digunakan kapan saja semau anda 😀

Sekian Untuk soalnya, cara sudah dijabarkan disini, tapi tanggapan mari bahas bersama-sama di Forum Olimpiade Sains Nasional!

Sumber https://olimpiadekimia.com

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: