Soal dan Pembahasan Kimia Analisis Dasar

PENGANTAR PENULIS

Saat ini, perkembangan ilmu kimia khususnya bidang ilmu kimia analisis cukup pesat dan terus mencapai kemajuan yang cukup signifikan kaitannya dalam

berbagai bidang. Kimia analisis dasar diajarkan dalam aneka ragam cara pada universitas yang berbeda-beda. Beberapa diperuntukkan mahasiswa kimia; lainnya merupakan kuliah layanan untuk mahasiswa dalam bidang-bidang lain seperti pertanian, biologi, rekayasa, dan teknologi kedokteran.

Kimia analisis sama tuanya dan sama barunya seperti ilmu kimia itu sendiri. Cukup adil untuk dikatakan bahwa riset analisis telah digiring dalam perubahan kimia yang ilmiah dan kuantitatif.

Kimia analisis dapat dibagi menjadi dua bidang yaitu analisis kuantitatif dan analisis kualitatif. Analisis kualitatif membahas identifikasi zat atau senyawa. Kaitannya adalah unsur atau senyawaan apa yang terdapat dalam suatu sampel (contoh). Analisis kuantitatif berkaitan dengan penetapan banyaknya suatu zat tertentu yang ada dalam sampel. Kedua hal tersebut dapat dipahami jika menguasai dasar-dasar kimia analisis secara menyeluruh.

Sejalan dengan perkembangan ilmu kimia analisis, semakin banyak pula hal-hal yang dapat kita pelajari dan harus diketahui. Berbagai hal tersebut dapat kita kaji dari buku ini. Buku ini dinilai istimewa lantaran menyajikan beragam soal dan langkah-langkah penyelesaian yang lebih variatif ketimbang buku Ilmu Kimia Analisis Dasar pada umumnya.

Berbagai materi dalam buku ini disusun sedemikian rupa agar mampu memenuhi kebutuhan mahasiswa dari berbagai program studi, misalnya kimia, biologi, farmasi, kedokteran, kesehatan masyarakat, pertanian, perikanan, serta kehutanan. Selain itu, buku ini juga dapat digunakan oleh mahasiswa D-3 Kimia Industri, D-3 Kimia Terapan, D-3 Analis Kimia, serta program studi yang berhubungan dengan bidang ilmu kimia anasis dasar, ataupun para siswa SMA yang dipersiapkan untuk mengikuti olimpiade sains, seperti OSN (Olimpiade Sains Nasional) dan IChO (International Chemistry Olimpiad).

Jakarta, Januari 2010

Penulis

OUTLINE NASKAH MENAKLUKAN KIMIA ANALISIS DASAR

BAB 1 KESETIMBANGAN KIMIA DAN LARUTAN BAB 2 EFEK ELETROLIT PADA KESETIMBANGAN KIMIA BAB 3 METODE ANALISIS GRAVIMETRI BAB 4

METODE ANALISIS TITRIMETRI BAB 5

METODE ELEKTROKIMIA

BAB 1 KESETIMBANGAN KIMIA DAN LARUTAN

1. Jelaskan secara umum dan berikan contoh dari hal berikut ini! (a) Elektrolit lemah; (b) Asam Brønsted-Lowry; (c) Asam konyugasi basa Brønsted-Lowry; (d) Netralisasi, dalam konsep Brønsted-Lowry; (e) Pelarut amfoterik; (f) Ion-zwitter; (g) Autoprotolisis; (h) Asam kuat; (i) Prinsip Le Chătelier; dan (j) Efek ion senama.

Pembahasan:

(a) Elektrolit lemah hanya mengion sebagian ketika dilarutkan dalam air. Senyawa NaHCO 3 merupakan salah satu contoh elektrolit lemah. (b) Asam Brønsted-Lowry adalah sebuah molekul yang mendonasikan proton ketika bertemu dengan basanya (penerima proton). Dengan definisi ini, NH +

4 dapat dikatakan sebagai asam Brønsted-Lowry. (c) Asam konyugasi basa Brønsted-Lowry adalah spesi yang dibentuk ketika basa Brønsted-Lowry menerima proton. Sebagai contoh, NH +

4 adalah suatu asam

konyugasi NH 3 .

(d) Netralisasi, berdasarkan konsep Brønsted-Lowry, terjadi dimana reaksi suatu asam dan basa konyugasinya yang berkombinasi dengan reaksi selanjutnya dengan basa dan asam konyugasinya. Jadi,

NH -

3 +H 2 O  NH 4 + OH

Dalam contoh di atas, NH +

3 bertindak sebagai basa dengan NH 4 asam konyugasinya. H -

2 O sebagai asam dengan OH basa konyugasinya. (e) Pelarut amfoterik dapat bertindak sebagai asam atau basa tergantung pada larutannya. Air merupakan contoh spesi kimia amfiprotik. (f) Ion-zwitter adalah spesi kimia yang memiliki muatan positif dan negatif. Asam

amino bebas, seperti glisin, dapat eksis sebagai zwitterion dalam larutan.

NH -

2 CH 2 COOH → NH 3 CH 2 COO

glisin ← ion zwitter

(g) Autoprotolisis adalah istilah pada zat terlarut yang terionisasi sendiri untuk menghasilkan asam konyugasi dan basa konyugasinya. (h) Asan kuat terdisosiasi sempurna seperti molekul yang tidak terdapat molekul yang tidak terdisosiasi yang tertinggal dalam larutan cair. Asam klorida, HCl, adalah suatu contoh asam kuat.

(i) Prinsip Le Chătelier menyatakan bahwa keadaan kesetimbangan selalu berganti dalam keadaan tertentu bergantung pada tekanan yang diberikan pada sistem. (j) Efek ion senama berpengaruh pada berkurangnya kelarutan endapan ionic ketika satu komponen terlarut bereaksi membentuk endapan yang ditambahkan pada larutan dalam kesetimbangan dengan endapan.

2. Jelaskan secara umum mengapa tidak ada bahasan mengenai pernyataan konstanta kesetimbangan untuk air atau untuk zat padat murni, meskipun salah satu (atau keduanya) terdapat dalam persamaan kesetimbangan ionik dalam kesetimbangan?

Pembahasan:

Untuk kesetimbangan zat cair dalam air, konsentrasi air secara normal lebih besar dibandingkan reaktan ataupun produk yang diasumsikan konstan dan tidak terpengaruh posisi kesetimbangan. Jadi, konsentrasinya sudah ada dalam konstanta kesetimbangan. Untuk padatan murni, konsentrasi spesi kimia dalam fasa padat itu konstan. Selama beberapa padatan eksis sebagai fasa kedua, efeknya pada kesetimbangan itu konstan dan terdapat dalam konstanta kesetimbangan.

3. Identifikasilah asam pada bagian kiri dan basa konyugasinya pada bagian kanan dari persamaan berikut!

(a) - HOCl + H

2 O ↔H 3 O + OCl

(b) - HONH

2 +H 2 O ↔ HONH 3 + OH

(c) + NH

4 +H 2 O ↔ NH 3 +H 3 O

(d) 2- 2HCO

4 +H 2 PO 4 ↔ 2HPO 4

Pembahasan:

Asam Basa Konyugasi (a) HOCl - OCl

4. Identifikasilah basa pada bagian kiri dan asam konyugasinya pada bagian kanan pada soal 3!

Pembahasan:

Basa Asam Konyugasi (a) + H

(b) HONH +

5. Hitunglah konstanta kelarutan produk (K sp ) untuk substansi berikut, berikan konsentrasi molar untuk larutan berikut!

(a) -4 CuSeO

3 (1.42  10 M)

(b) -5 Pb(IO

(d) -4 Th(OH)

4 (3.3  10 M)

Pembahasan:

(a) -4 CuSeO

3 (1.42  10 M)

  4  Cu    SeO

1.42 10 mol / L 

2 CuSeO s 

3  Cu  SeO 3

sp    Cu   SeO 3     1.42 10     1.42 10    2.02 10

(b) -5 Pb(IO

3 ) 2 (4.3  10 M)

 2     5 Pb   4.3 10 mol / L

  2    5 IO 5 3  2 Pb 

4.3 10 mol / L    8.6 10 mol / L

Pb IO  

Pb  2IO 3

 2  5  5 2  K 13 sp   Pb 

 IO 3     4.3 10    8.6 10    3.2 10

 4   3  F    2 Sr    2  

8.6 10 mol / L    1.7 10 mol / L

SrF s 

2  Sr  2F

 2   2  4  3 2  K 9 sp  

 Sr  F    8.6 10    1.7 10    2.5 10

(d) -4 Th(OH)

4 (3.3 10 M)

  4  Th    3.3 10 mol / L

 4   3  OH      4 Th    4 

 3.3 10 mol / L    1.3 10 mol / L

Th OH  

Th  4OH

 4  4  3 4  K 15

sp    Th   OH      3.3 10    1.3 10    1.0 10

6. Hitunglah kelarutan zat terlarut pada soal 5 untuk larutan dimana konsentrasi kationnya 0.050 M!

Pembahasan:

(a) -4 CuSeO

3 (1.42  10 M)

2 K  sp 

 2.02 10    Cu   SeO 3     0.050 M SeO    3  

(b) -5 Pb(IO

 3.2 10    Pb   IO 3     0.050 M IO    3  

    6 IO

  2.5 10 M

1  1   6 S 6   IO 3 

2.5 10 M    1.3 10 M

 2.5 10    Sr   F   0.050 M F   

S    F    2.2 10 M    1.1 10 M

2 2 (d) -4 Th(OH)

4 (3.3 10 M)

 4  K 4 sp   1.0 10  

 Th  OH    0.050 M OH   

S    OH      3.8 10 M    9.4 10 M

7. 2- Tentukan konsentrasi CrO

4 yang diperlukan untuk

(a) + mengendapkan Ag

2 CrO 4 dari larutan yang mengandung 3.41  10 M Ag !

(b) -6 menurunkan konsentrasi Ag dalam larutan menjadi 2.00  10 M!

2 4  2Ag  CrO 4 K sp   1.2 10   Ag  CrO 4   

0.30 M

8. Berapakah konsentrasi hidroksida yang diperlukan untuk

(a) -2 mengendapkan Al dari 2.50  10 M larutan Al

2 (SO 4 ) 3 ?

(b) -7 menurunkan konsentrasi Al menjadi 2.00  10 M?

Pembahasan:

 Al OH 3 

3 s Al  3OH K sp   3.0 10   Al   OH  

Kelarutan molar Al OH  3   OH 

(a) Karena K sp begitu kecil, kita asumsikan kelarutan Al(OH) 3 tidak besar.

 Sehingga, 2   Al    5.0 10 M . Persamaan K sp disederhanakan menjadi  2  3  K 34

sp    5.0 10 M OH        3.0 10

(b) Sama dengan bagian (a),

3 ) 2 3.2  10 . Berapakah konsentrasi Ce dalam larutan yang dibuat dengan mencampurkan 50.0 mL 0.0250 M Ce 3+ dengan

9. 3+ Konstanta kelarutan produk untuk Ce(IO

50.00 mL (a) air? (b) - 0.040 M IO

3 ? (c) - 0.250 M IO

3 ? (d) - 0.150 M IO

Pembahasan:

sp   Ce  IO 3      S 3S    3.2 10 (a) 3+ 50.0 mL 0.0250 M Ce dengan 50.00 mL air

 3 3  K 10

 0.0250 M Ce 3   2.5 10   50.0 mL 1.25 10 mol 

 2 mol

L 1000mL

  3 1.25 10 mol

 1000 mL 

0.0125 M 

50.0 mL 50.0 mL  

(b) - 50.0 mL 0.0250 M Ce dengan 50.00 mL 0.040 M IO

 0.040 M IO 3 3 

L 1000 mL

mol Ce tidak bereaksi 1.25 10 mol      2.0 10 mol   5.833 10 mol 

  S 5.833 10 M S   

  50.0 mL 50.0 mL  

dimana S diturunkan secara iteratif menggunakan persamaan  3 K 3

sp   5.833 10   S 3S   Kita mulai dengan menyelesaikan untuk S dengan mengasumsikan tidak ada

pengaruh [Ce 3+ ] dari disosiasi Ce(IO

3 ) 3 . Dalam kasus ini, S sama dengan

1.855 -3  10 . Sekarang, kita substitusikan 1.855  10 dalam persamaan K sp di atas dan solusi untuk K -9

iteratif .K iteratif sama dengan 1.3259  10 . S terlalu besar; kita gunakan S terkecil (misalnya 1 -3  10 ) dan menghitung ulang K

iteratif . Iterasi berlanjut sampai K iteratif ≈ K sp . Hasil dari pendekatan ini ditunjukkan sebagai berikut.

Iterasi

K iteratif

4 -10 1.19  10 3.1954  10 Kita sekarang substitusi S = 1.19 -3  10 dalam persamaan di bawah ini,

 [Ce 3 ] = 5.833 10 M + 1.19 10 =  7.0 10 M

(c) - 50.0 mL 0.0250 M Ce dengan 50.00 mL 0.250 M IO

0.250 M IO 3 

 1 mol

50.0 mL 0.0125 mol

L 1000 mL

Ce 3+ habis terpakai sehingga,

 3  mol IO bereaksi 0.0125 mol 3 1.25 10 mol 3

   8.75 10 mol

  8.75 10 mol 1000 mL    IO 3   

  3S 0.0875M 3S  

 100.0 mL

sp  S 0.0875M 3S      3.2 10 Asumsikan bahwa 3S 0.0375 M.

3  K 10

3  K 10

sp  S 0.0875 M     3.2 10

3    4.8 10 M    0.0875 M   

(d) - 50.0 mL 0.0250 M Ce dengan 50.00 mL 0.150 M IO

 0.150 M IO 3

 1 mol

50.0 mL 7.5 10 mol 

L 1000 mL

Ce 3+ habis terpakai sehingga,

 3  3  mol IO tidak bereaksi 7.5 10 mol 3 1.25 10 mol 3

   3.75 10 mol

 3.75 10 mol 1000 mL 

  IO 3   

  3S 0.0375 M 3S  

 100 mL

sp  S 0.0375 M 3S      3.2 10 Asumsikan bahwa 3S 0.0375 M. 3  K 10

3  K 10

sp  S 0.0375 M     3.2 10

3    6.1 10 M    0.0375 M   

10. Hasil kelarutan untuk berbagai senyawaan iodida yakni

Urutkanlah empat senyawa di atas berdasarkan berkurangnya kelarutan molar dalam (a) air! (b)

0.10 M NaI! (c) 0.010 M larutan kation terlarut!

Pembahasan:

 CuI s 12 

Cu  I K sp    Cu   I  1 10

 AgI s 17 

Ag  I K sp    Ag   I   8.3 10

 2  9 2 PbI s 3

2  Pb  2I K sp    Pb   I   7.1 10  S 2S   4S

 3  19 2 BiI s 4

3  Bi  3I K sp    Bi   I   8.1 10  S 3S   27S

(a) Kelarutan dalam air

Kelarutan berkurang dari kiri ke kanan dalam air sebagai berikut. PbI 2 > BiI 3 > CuI > AgI (b) Kelarutan dalam 0.10 M NaI   12 1 10

 0.10 M 

  19 8.1 10  S 16 BiI 3 

 0.10 M 

Kelarutan berkurang dari kiri ke kanan dalam 0.10 M NaI sebagai berikut.

PbI 2 > CuI > AgI > BiI 3 dalam 0.10 M NaI

(c) Kelarutan dalam 0.010 M larutan kation terlarut   12 1 10

 S 10 CuI   1 10 0.010 M

  17 8.3 10  S 15

AgI 

0.010 M  1 7.1 10 9 

 S 4 PbI 2 

2 0.010 M

3 0.010 M Kelarutan berkurang dari kiri ke kanan dalam 0.010 M larutan kation terlarut sebagai berikut.

PbI 2 > BiI 3 > CuI > AgI dalam 0.010 M larutan kation terlarut.

11. Hitunglah pH air pada suhu 0°C dan 100°C!

Pembahasan:

Pada suhu 0°C,

 K 14 sp   HO 3   OH     0.114 10 

 14   8  HO 3   OH     0.114 10  

 3.38 10 M

 pH 8  log H O  

3    log 3.38 10 M     7.472

Pada suhu 100°C,

 3   log 7.00 10 M     6.155

3 O dan OH dalam (a) 0.0300 M HOCl? (b) 0.0600 M asam butanoat? (c) 0.100 M etilamin? (d) 0.200 M trimetilamin? (e) 0.200 M NaOCl?

12. - Pada suhu 25°C, berapa konsentrasi molar H

(f) 0.0860 M CH 3 CH 2 COONa?

(g) 0.250 M hidroksilamin hidroklorida?

Pembahasan:

(a) 0.0300 M HOCl

  OCl   HO 3  

 HOCl H O 8 

2 OCl  HO 3 K a 

 HOCl 

  HO

3  OCl      HOCl   0.0300 M   HO 3  

  2  HO 3  

0.0300 M   HO 3   

2  8  HO

 0.0300 M    HO 3   

 3.0 10 M (b) 0.0600 M asam butanoat

CH CH CH COOH H O 

 CH CH CH COOH 3 2 2 

  HO

3    CH CH CH COO 3 2 2  

CH CH CH COOH 3 2 2   0.0600 M   HO 3  

  HO 3  

0.0600 M   HO 3   

 1.52 10  0.0600 M    HO 3   

9.47 10 M  (c) 0.100 M etilamin

2 C H NH 5 2  HO 2 2 C H NH 5 3  OH

 2 C H NH 5 2 

K a  2.31 10

    OH 

  2 C H NH 5 3   2 C H NH 5 2   0.100 M  OH 

  OH  

 4.33 10  0.100 M   OH   

 0.100 M       OH  

 2  4   OH    4.33 10

  5  OH     4.33 10   OH     4.33 10  0

 6.4 10 M (d) 0.200 M trimetilamin

CH 3  3 NHO  2  CH 3  3 NH  OH

    CH 33  NH  

  CH 33  N 

K a  1.58 10

   OH     CH 33  NH    CH 33  N   0.200 M  

OH    

  OH  

 6.33 10  0.200 M   OH   

 6.33 10  0.200 M    OH   

  OH   

  5  OH     6.33 10   OH    1.27 10   0

  3  OH     3.53 10 M

 3.53 10 M (e) 0.200 M NaOCl

OCl   HO

2 HOCl OH 

HOCl OH

  OH   HOCl    

 OCl   0.200 M   OH 

  2  OH  

 3.3 10  0.200 M   OH   

   3.3 10  0.200 M   OH  

 2  7      OH

  8  OH     3.3 10   OH     6.7 10  0

(f) 0.0860 M CH 3 CH 2 COONa

2 C H COO 5  HO 2 2 C H COOH OH 5 

C H COOH OH   

   OH   

2 C H COOH 5    2 C H COO 5    0.0860 M    OH  

  OH  

 7.42 10  0.0860 M  OH   

 7.42 10  0.0860 M    OH   

  11  OH    7.42 10    OH    6.42 10   0

  6  OH     8.01 10 M

 8.01 10 M (g) 0.250 M hidroksilamin hidroklorida

HONH 

3  HO 2 HONH 2  HO 3

HONH 2   3 

 HO 3   HONH 2   HONH 3   0.250 M   HO 3 

  HO 3  

0.250 M   HO 3   

 1.10 10  0.250 M   HO 3  

13. Apakah yang dimaksud larutan buffer dan bagaimana karakteristiknya?

Pembahasan:

Larutan buffer menahan perubahan dalam pH dengan pelemahan atau dengan tambahan asam atau basa. Suatu buffer terdiri atas campuran asam lemah dengan basa konyugasinya.

14. Definisikanlah kapasitas buffer itu?

Pembahasan:

Kapasitas buffer suatu larutan didefinisikan sebagai banyaknya mol asam kuat (atau basa kuat) yang menyebabkan 1.00 L buffer mengalami perubahan 1.00 unit pH.

15. Manakah yang memiliki kapasitas buffer terbesar: (a) campuran 0.100 mol NH 3 dan 0.200 mol NH 4 Cl atau (b) campuran 0.0500 mol NH 3 dan 0.100 mol NH 4 Cl?

Pembahasan:

(a) Campuran 0.100 mol NH 3 dan 0.200 mol NH 4 Cl

 NH 3 

 10  0.100M 

pH  pK a  log

 log 5.7 10     log

  NH 4  

 0.200M 

(b) Campuran 0.0500 mol NH 3 dan 0.100 mol NH 4 Cl

 NH 3 

 10  0.050M 

 log 5.7 10     log

 0.100M 

Kedua larutan mempunyai nilai pH yang identik, tetapi larutan (a) memiliki kapasitas buffer yang besar karena tingginya konsentrasi asam lemah dan basa konyugasinya.

16. Larutan berikut dibuat dengan (a) melarutkan 8.00 mmol NaOAc dalam 200 mL 0.100 M HOAc. (b) menambahkan 100 mL 0.0500 M NaOH pada 100 mL 0.175 M HOAc. (c) menambahkan 40.0 mL 0.1200 M HCl pada 160.0 mL 0.0420 M NaOAc. Dalam keadaan bagaimana larutan tersebut memiliki kesamaan satu dengan lainnya? Bagaimana membedakannya?

Pembahasan:

(a)

8.00 mmol NaOAc dalam 200 mL 0.100 M HOAc

HOAc H O  

2 HO 3  OAc

OAc   HO

2 HOAc OH 

0.100 M HOAc 

0.100 mol

 200 mL 0.020 mol

1000 mL

pH  log 1.75 10     log

(b) 100 mL 0.0500 M NaOH pada 100 mL 0.175 M HOAc

0.175 M HOAc 

0.175 mol

 100 mL 0.0175 mol

1000 mL

0.0500 M NaOH 

0.0500 mol

 100 mL 0.005 mol

1000 mL

 0.0175 0.0050 mol 1000 mL     2

HOAc  

 6.25 10 M

200 mL

 0.0050 mol 1000 mL   2 OAc  

 2.50 10 M

200 mL

pH  log 1.75 10     log

40.0 mL 0.1200 M HCl pada 160.0 mL 0.0420 M NaOAc

0.042 mol

0.0420 M OAc

 160 mL 0.00672 mol

1000 mL

0.1200 mol

0.1200 M HCl

40.0 mL 0.0048 mol

1000 mL

 0.00672 0.0048 mol 1000 mL  

  2 HOAc  

0.0048 mol 1000 mL

 2.4 10 M

200 mL

pH  log 1.75 10     log

Rasio banyaknya asam lemah dengan basa konyugasi identik pada ketiga larutan tersebut dengan pH yang sama. Larutan tersebut berbeda dalam kapasitas buffer yang dimilikinya; (a) yang terbesar dan (c) yang terkecil.

17. Berapa banyak natrium format yang ditambahkan dalam 400.0 mL asam format 1.00 M untuk mendapatkan larutan buffer dengan pH 3.50?

Pembahasan:

   HCOO    4   HCOO   pH 3.50 pK   a  log

 log 1.8 10     log

HCOOH 

 HCOOH 

pH 3.50 3.74 log     HCOO 

 HCOOH 

HCOO  HCOO  log 

 HCOOH 

 HCOOH 

mol HCOO   0.569 mol HCOOH

1.00 M HCOOH 

1.00 mol

 400.0 mL 0.400 mol HCOOH 

1000 mL

mol HCOO    0.569   0.400 mol HCOOH   0.228 mol

1 mol HCOONa 67.997 g berat HCOONa  0.228 mol HCOO 

15.5 g

1 mol HCOO

1 mol

18. Berapa berat natrium glikolat yang harus ditambahkan pada 300.0 mL 1.0 M asam glikolat untuk menghasilkan larutan buffer dengan pH 4.00?

Pembahasan:

HOCH COO  2  4 HOCH COO 2  pH 

4.00 pK  a  log 

  log 1.47 10

    log

 HOCH COOH 2 

 HOCH COOH 2 

pH  4.00 3.83 log   

HOCH COO 

 HOCH COOH 2 

 HOCH COO 

 HOCH COO 2 

log 0.167  0.167   

 HOCH COOH 2 

 HOCH COOH 2 

mol HOCH COO 

mol HOCH COOH 2

1.00 M HOCH COOH 2 

1.00 M HOCH COOH 0.300 mol HOCH COOH 2  2

mol HOCH COO 

2   1.47   0.300 mol HOCH COOH 2   0.441 mol

berat HOCH COONa 2  0.441 mol HOCH COO 2 

1 mol HOCH COONa 98.01 g 2

43.2 g

1 mol HOCH COO 2 1 mol

19. Berapa volume 0.200 M HCl yang harus ditambahkan pada 250.0 mL 0.300 M natrium mandelat untuk membuat larutan buffer dengan pH 3.37?

Pembahasan:

0.300 M C H CHOHCOONa 6 5 

0.300 M C H CHOHCOONa 6 5  0.0750 mol C H CHOHCOONa 6 5

6 C H CHOHCOO 5 

pH 3.37   pK +log 

6 C H CHOHCOONa 5 

C H CHOHCOO

pH 3.37 log 4.0 10  +log

 6 C H CHOHCOONa 5 

6 C H CHOHCOO 5  

 3.40 log 

6 C H CHOHCOONa 5 

6 C H CHOHCOO 5 

6 C H CHOHCOO 5 

log   0.03    0.03 

 6 C H CHOHCOONa 5 

 6 C H CHOHCOONa 5 

mol C H CHOHCOO 

mol C H CHOHCOOH 6 5

mol C H CHOHCOO 6 5  a mol HCl 

a mol HCl mol C H CHOHCOO 

6 5  a mol HCl 0.933 a mol HCl    mol C H CHOHCOO 

volume HCl 0.0388 mol  

20. Apakah pernyataan ini benar atau salah atau keduanya? Definisikan jawaban Anda dengan persamaan , contoh, atau grafik! “Buffer menjaga pH larutan konstan.”

Pembahasan:

Pernyaatan “buffer menjaga pH larutan konstan” adalah pernyataan salah. Perubahan pH larutan buffer relatif kecil dengan penambahan sedikit volume asam atau basa seperti contoh di bawah ini.

 NaA 

pH  pK a  log

HA  NaA 

mL 0.050 M NaOH

 pH

 HA

BAB 2 EFEK ELEKTROLIT PADA KESETIMBANGAN KIMIA

1. Jelaskan perbedaan antara (a) aktivitas dan koefisien aktivitas! (b) termodinamika dan konstanta kesetimbangan konsentrasi!

Pembahasan:

(a) Aktivitas, a A , adalah konsentrasi efektif spesi kimia A dalam larutan. Koefisien aktivitas, γ A , adalah faktor numerik yang diperlukan untuk mengubah konsentrasi molar spesi kimia A menjadi aktivitas seperti:

a A  A  A

(b) Konstanta kesetimbangan termodinamika berkaitan dengan sistem ideal dimana spesi kimia tidak bergantung dengan yang lainnya. Konstanta kesetimbangan konsentrasi berkaitan dalam pengaruh yang ditimbulkan spesi terlarut satu sama lainnya. Konstanta kesetimbangan termodinamika secara numerik konstan dan tidak tergantung kekuatan ioniknya; konstanta kesetimbangan konsentrasi bergantung pada konsentrasi molar reaktan dan hasil seperti spesi kimia yang tidak ada pada kesetimbangan.

2. Dengan mengabaikan efek yang ditimbulkan perubahan volume, perkirakanlah kekuatan ionik (1) meningkat, (2) menurun, atau (3) sama sekali tidak berubah dengan penambahan NaOH pada

(a) magnesium klorida [bentuk Mg(OH) 2 (s)]?

(b) HCl? (c) CH 3 COOH?

Pembahasan:

(a) Penambahan NaOH pada MgCl 2 MgCl 2  2NaOH Mg OH  2 s  2NaCl

Dengan mengganti divalen-Mg + dengan Na menyebabkan koefisien aktivitas meningkat. Jadi, kekuatan ionik menurun.

(b) Penambahan NaOH pada HCl HCl NaOH 

2 H O NaCl 

Koefisien aktivitas yang ada relatif konstan ketika NaOH (basa kuat) ditambahkan HCl (asam kuat). Tidak terdapat perubahan keadaan muatan dengan adanya ion dalam kesetimbangan larutan. Kekuatan ionik tidak berubah.

(c) Penambahan NaOH pada asam asetat HOAc NaOH 

2 H O NaOAc 

Koefisien aktivitas akan menurun saat NaOH (asam kuat) ditambahkan pada

asam asetat (asam lemah) yang menghasilkan air, Na - , dan OAc (basa konyugasi). Jadi, kekuatan ionik meningkat.

3. Berapakah nilai numerik koefisien aktivitas ammonia cair (NH 3 ) saat kekuatan ionik 0.1?

Pembahasan:

Spesi kimia NH 3 tidak bermuatan sehingga koefisien aktivitasnya bersatu.

4. Hitunglah kekuatan ionik larutan berikut ini dengan

(a) 0.040 M pada FeSO 4 !

(b)

0.20 M pada (NH 4 ) 2 CrO 4 !

(c)

0.10 M pada FeCl 3 dan 0.20 M pada FeCl 2 !

(d) 0.060 M pada La(NO 3 ) 3 dan 0.030 M pada Fe(NO 3 ) 2 !

Pembahasan:

(a) 0.040 M FeSO 4

2 (b)

0.20 M (NH 4 ) 2 CrO 4

2 (c)

0.10 M FeCl 3 dan 0.20 M FeCl 2

(d) 0.060 M La(NO 3 ) 3 dan 0.030 M Fe(NO 3 ) 2

5. Gunakan persamaan di bawah ini untuk menghitung koefisien aktivitas (a) 3+ Fe pada μ = 0.075.

(b) 2+ Pb pada μ = 0.012. (c) 4+ Ce pada μ = 0.080. (d) 4+ Sn pada μ = 0.060.

(a) 3 0.075 0.274 0.9 0.693 0.20 (b) 2 0.012 0.110 0.45 0.193 0.64

(c) 4 0.080 0.283 1.1 1.139 0.073 (d) 4 0.060 0.245 1.1 1.058 0.087

6. Hitunglah koefisien aktivitas untuk spesi pada soal no. 5 dengan interpolasi linear data pada tabel berikut!

Pembahasan:

(a) 3+ Fe (μ = 0.075)

 0.05  Fe 3   0.24  0.10  Fe 3   0.18

Fe 3    0.075   0.18 

(b) 2+ Pb (μ = 0.012)

 0.01  Pb 2   0.665  0.05  Pb 2   0.45  0.038

Pb 2    0.012   0.45 

(c) 4+ Ce (μ = 0.080)  0.05  Ce 4   0.10  0.10  Ce 4   0.063  0.02

Ce 4    0.080   0.063   0.10 0.063    0.078

(d) 4+ Sn (μ = 0.060)  0.05  Ce 4   0.10  0.10  Ce 4   0.063  0.04

Sn 4    0.060   0.063   0.10 0.063    0.093

7. ’ Untuk larutan dengan μ sama dengan 5.010 , hitunglah K sp untuk (a) AgSCN. (b) PbI 2 . (c) MgNH 4 PO 4 .

Pembahasan:

(a) AgSCN   2 5 10 

Ag   0.80  SCN   0.81

 Ag  SCN    0.80 0.81 

(b) PbI 2   2 5 10 

Pb 2   0.46  I  0.80

 Pb 2   I    0.45 0.80 

(c) MgNH 4 PO 4   2 5 10 

Mg 2   0.52  NH  4  0.80  PO 4 3   0.16

 Mg 2   NH 4   PO 4 3    0.52 0.80 0.16  

8. Gunakan aktivitas untuk menghitung kelarutan molar Zn(OH) 2 dalam (a) 0.0100 M KCl. (b) 0.0167 M K 2 SO 4 . (c) larutan yang dihasilkan dengan mencampurkan 20.0 mL 0.250 M KOH dengan

80.0 mL 0.0250 M ZnCl 2 .

Pembahasan:

 Zn OH 16 

Zn  2OH K sp   3.0 10 (a) Kelarutan molar Zn(OH) 2 dalam 0.0100 M KCl

2 Dari tabel pada soal no. 6,

 Zn 2   0.675  OH   0.90

Kelarutan S   Zn    OH   

2  S 2S 16   

  16  5.49 10  3  S 6      5.2 10 M

(b) Kelarutan molar Zn(OH) 2 dalam 0.0167 M K 2 SO 4

 Zn 2   0.48  OH   0.81

Kelarutan S  Zn 

     OH 

2  S 2S 16   

  16  9.53 10  3  S 6      6.2 10 M

(c) Kelarutan molar Zn(OH) 2 dalam larutan yang dihasilkan dengan mencampurkan

20.0 mL 0.250 M KOH dengan 80.0 mL 0.0250 M ZnCl 2

 0.25 M KOH 3    20.0 mL 5.0 10 mol KOH  

0.250 mol

1000 mL

 0.025 M ZnCl 3

0.0250 mol

80.0 mL 2.0 10 mol ZnCl   2

1000 mL

 5.0 10 mol 1000 mL   2  K      5.0 10 M

100.0 mL

  5.0 10   2    2.0 10    mol 1000 mL   2 OH 

  1.0 10 M

100.0 mL

2    2.0 10  mol 1000 mL   2 Cl 

2 Dari tabel pada soal no. 6,

2   Zn 2   0.48  OH   0.81 K sp  a Zn 2  a OH   Zn 2    Zn    OH    OH  

 2 2  Kelarutan S 16  Zn

 S 1.0 10      9.53 10

9. Hitunglah kelarutan senyawa berikut ini dalam 0.0333 M larutan Mg(ClO 4 ) 2 menggunakan (1) aktivitas dan (2) konsentrasi molar: (a) AgSCN!

(b) PbI 2 !

(c) Cd 2 Fe(CN) 6 !

Pembahasan:

(a) AgSCN

AgSCN s  

Ag  SCN

(1)   Ag   0.75  SCN   0.76 K sp  a Ag  a SCN   Ag 2   Ag   SCN   SCN     

Ag  SCN 

kelarutan S     Ag    SCN  

2  12  12  S 6   1.93 10  S 2 

 1.93 10    1.4 10 M

 (2) 12 2  S 6    1.1 10    1.0 10 M

(b) PbI 2

PbI s 

2  Pb  2I

2 2   2 (1)  Pb 2   0.36  I  0.75 K sp  a Pb 2  a I   Pb 2   Pb      I    I 

kelarutan S   Pb     

2  I

S 2S    3.90 10  S 

   2.1 10 M

 1  7.90 10 9   3  (2) 3 S      1.3 10 M

(c) Cd 2 Fe(CN) 6

4 Cd Fe CN 

2  6 s 2Cd  Fe CN  6

 Cd 2   0.38  Fe CN  4   0.020

K sp  a Cd 2  a  

 4    Cd 2   Cd    Fe CN  4  Fe CN 6  6  6 

 Cd Fe CN  6  2 

 Cd 2   Fe CN  4 

6  0.38  0.020 

kelarutan S  

  Cd   

Fe CN  



2   13 13   1.10 10  3   5

2S S 1.10 10    S     1.4 10 M

  17  3.2 10  3  (2) 6 S      2.0 10 M

BAB 3 METODE ANALISIS GRAVIMETRI

1. Berapa massa Cu(IO 3 ) 2 yang dapat dibentuk dari 0.500 gram CuSO 4 .5H 2 O?

Pembahasan:

1 mol CuSO 5H O 4  2 1 mol Cu IO  3 2

0.500 gr CuSO 5H O 4  2 

249.67 gr CuSO 5H O 1 mol CuSO 5H O 4  2 4  2

413.35 gr Cu IO  32

 0.828 g Cu IO  32

1 mol Cu IO  32

2. Berapa massa KIO 3 yang diperlukan untuk mengubah tembaga dalam 0.200 gram

CuSO 4 .5H 2 O menjadi Cu(IO 3 ) 2 ?

Pembahasan:

1 mol CuSO 5H O 4  2 1 mol Cu IO  3

0.200 gr CuSO 5H O 4  2 

2 249.67 gr CuSO 5H O 1 mol CuSO 5H O 4  2 4  2

 2 mol KIO 3  214 gr KIO 3 

1 mol Cu IO  3 2 1 mol KIO 3

0.342 g KIO 3

3. Endapan digunakan dalam penentuan gravimetrik uranium yang terdiri dari Na 2 U 2 O 7 (634.0 g/mol), (UO 2 ) 2 P 2 O 7 (714.0 g/mol), dan V 2 O 5 .2UO 3 (753.9 g/mol). Manakah dari bentuk uranium yang membentuk endapan dengan massa terbesar dari kuantitas uranium yang diberikan?

Pembahasan:

Endapan V 2 O 5 .2UO 3 memberikan massa terbesar dari kuantitas uranium yang ada.

4. Sebanyak 0.2121 gr sampel senyawa organik dibakar dengan oksigen dan CO 2 yang dihasilkan ditampung dalam larutan barium hidroksida. Hitunglah persentase karbon

dalam sampel jika 0.6006 gr BaCO 3 dibentuk?

Pembahasan:

0.6006 g BaCO 3 

1 mol BaCO 3 1 mol C

12.011 g C

197.34 g

1 mol BaCO 3 1 mol C 

0.2121 g sampel

5. Nitrogen ammoniakal dapat ditentukan melalui perlakuan sampel dengan asam kloroplatinat; hasil (produk) sedikit larut dalam ammonium kloroplatinat:

2 H PtCl 6  2NH 4   NH 4  2 PtCl 6  2H

Endapan mengurai pada pembakaran, menghasilkan logam platinum dan gas:

 NH 4  2 PtCl 6  Pt s   2Cl g 2   2NH g 3   2HCl g 

Hitunglah persentase ammonia dalam sampel jika 0.2115 gr yang diberikan meningkat menjadi 0.4693 gr platinum!

1 mol Pt  2 mol NH 3   17.0306 g NH 3 

0.4693 g Pt  

 195.08 g Pt   1 mol Pt  

1 mol NH 3 

100% 38.74% NH  3

0.2115 g sampel tidak murni

6. Fosfor dalam 0.1969 g sampel diendapkan karena sedikit larut sebagai

(NH 4 ) 3 PO 4 .12MoO 3 . Endapan ini disaring, dicuci, dan kemudian dilarutkan kembali

dalam asam. Perlakuan pada larutan dengan Pb 2+ berlebih dihasilkan pembentukan 0.2554 g PbMoO 4 . Tuliskan hasil analisis dalam persen P 2 O 5 !

Pembahasan :

M PbMoO 4  367.14 g / mol M PO 2 5  141.94 g / mol

mol PbMoO 4  0.2554 g PbMoO 4 

 6.9565 10 mol PbMoO  4

1 mol PbMoO 4  4

367.14 g PbMoO 4

1 mol P O 141.94 g P O 6.9565 10 mol PbMoO  

 4 1 mol P

4 12 mol PbMoO

4 2 mol P

1 mol  100%

0.1969 g sampel

 2.089% P O 2 5

7. Suatu sampel biji besi berbobot 0.6428 gr dilarutkan dalam asam. Besi itu direduksi menjadi Fe 2+ dan dititrasi dengan 36.30 mL larutan K

2 Cr 2 O 7 0.1052 N. (a) Hitunglah persentase besi (Fe) dalam sampel!

(b) Nyatakan persentase sebagai Fe 2 O 3 (bukan sebagai Fe)!

Pembahasan:

(a) Berat ekivalen besi adalah berat atomnya, 55.847 mg/mek, karena tiap atom besi kehilangan satu elektron dalam reaksi ini. Jadi,

36.30 mL 0.1052 mek / mL 55.847 mg / mek   %Fe 

642.8 mg

%Fe 33.18%  (b) Untuk menyatakan persentase sebagai Fe 2 O 3 hendaknya digunakan berat ekivalen oksida sebagai pengganti besi seperti yang digunakan pada soal (a). Karena tiap atom besi kehilangan satu elektron dan tiap Fe 2 O 3 berisi dua atom besi, maka berat ekivalen Fe 2 O 3 adalah berat molekul dibagi dua, 159.69/2 =

79.85 mg/mek. Jadi,

36.30 mL 0.1052 mek / mL 79.85 mg / mek  

%Fe O 2 3   100%

642.8 mg

%Fe O 2 3  47.44%

8. Suatu sampel biji besi seberat 0.4852 gr dilarutkan dalam asam, besinya dioksidasi ke dalam keadaan oksidasi +3, dan kemudian diendapkan sebagai oksida hidrat,

Fe 2 O 3 .xH 2 O, Endapan disaring, dicuci, dan dibakar menjadi Fe 2 O 3 yang ternyata beratnya 0.2481 gr. Hitunglah persentase besi (Fe) dalam sampel itu!

Pembahasan:

Misalkan ada t gram Fe dalam sampel. Reaksinya adalah

3 2Fe   Fe O xH O

2 3  2  Fe O s 2 3 

Karena 2 mol Fe 3+ menghasilkan 1 mol Fe

2 O 3 , maka

Banyaknya mol Fe = 2  banyaknya mol Fe 2 O 3 t

%Fe 

9. Hitunglah berat sampel yang mengandung 12.0% klor (Cl) harus diambil untuk dianalisis jika seorang ahli kimia itu ingin memperoleh endapan AgCl seberat 0.500 gr?

Pembahasan:

Reaksi pengendapan adalah

Ag   Cl  AgCl banyaknya mol Cl   banyaknya mol AgCl Jika t = banyaknya sampel dalam gram, maka

t 0.120  0.500 

35.45 143.32 t 1.03 gr 

10. Dalam penerapan gravimetri terhadap belerang, terkadang endapan BaSO 4 yang sudah dipanggang sebagian tereduksi menjadi BaS. Hal ini menyebabkan suatu galat jika analis tidak menyadari dan mengubah BaSO 4 kembali menjadi BaSO 4 . Misalkan suatu sampel yang mengandung 32.3% SO 3 dianalisis dan 20% endapan akhir yang ditimbang adalah BaS (80.0% adalah BaSO 4 ). Berapa persentase SO 3 hasil perhitungan analisis ini jika dimisalkan seluruh endapan adalah BaSO 4 ?

Pembahasan:

Misalkan f adalah fraksi SO 3 dan hasil hitungannya (100 f = persen SO 3 ) serta t adalah berat campuran BaSO 4 dan BaS yang diperoleh dari 1.000 gr sampel. Jadi, SO 3

t  BaSO 4  100 100f  1.000

dan BaSO

t  f 4 (1)

SO 3

Karena 80.0% endapan adalah BaSO 4 dan 20% BaS, maka persentase SO 3 yang benar adalah

0.800t   0.2t 

SO 3 SO 3

BaSO 4 BaS 

1.000 Bila (1) disubstitusi ke dalam (2) diperoleh

0.800f  0.200f 

BaSO

4 BaS  100 32.3 

1.000 Dengan memasukkan berat molekul tersebut dan menyelesaikan persamaan untuk mencari f, maka didapatkan f = 0.300. Artinya, analis akan mendapatkan 100  0.300

= 30.00% SO 3 .

11. Suatu biji besi mengandung magnetit, Fe 3 O 4 , dianalisis dengan melarutkan 1.5419

gr sampel dalam HCl, memberikan campuran Fe 3+ dan Fe . Setelah menambahkan

HNO 3+

3 untuk mengoksidasi Fe menjadi Fe , larutan yang dihasilkan diencerkan dengan air dan Fe 3+ mengendap sebagai Fe(OH)

3 dengan penambahan NH 3 . Setelah disaring dan dicuci, residu dibakar, memberikan 0.8525 gr Fe 2 O 3 murni. Hitunglah %w/w Fe 3 O 4 dalam sampel!

Pembahasan:

Dengan menerapkan konservasi massa Fe, dapat dituliskan

 3 mol Fe O 3 4  2 mol Fe O 2 3

Dengan menggunakan berat molekul, BM, untuk mengubah mol menjadi gram dalam persamaan didapatkan

 3 gr Fe O 3 4  2 gr Fe O 2 3

BM Fe O 3 4 BM Fe O 2 3  2 gr Fe O 2 3  BM Fe O 3 4  2 0.8525 gr 231.54 gr/mol 

 0.82405 gr Fe O 3 4

 3 BM Fe O 2 3  3 159.69 gr/mol

gr Fe O 3 4  0.82405 gr 100 

 100 53.44% w/w Fe O  3 4

gr sampel

1.5419 gr

12. Termogram seperti gambar di bawah ini menunjukkan perubahan massa untuk sampel kalsium oksalat monohidrat, CaC 2 O 4 .H 2 O. Berat sampel asli 24.60 mg dan dipanaskan dari temperatur ruangan sampai 1000°C pada penambahan 5°C per menit. Berikut ini perubahan massa yang terjadi dengan rentang suhu yang diamati:

Kehilangan 3.03 mg dari 100-250°C Kehilangan 4.72 mg dari 400-500°C Kehilangan 7.41 mg dari 700-850°C

Tentukan identitas produk yang diuapkan dan residu padat pada setiap langkah dekomposisi termalnya!

Pembahasan:

Kehilangan 3.03 mg dari 100-250°C sesuai dengan 12.32% berkurangnya massa sampel asli.

Dalam ranah CaC 2 O 4 .H 2 O, hal ini bersesuaian dengan hilangnya 18.00 g/mol. 0.1232 146.11 g/mol 18.00 g/mol  

Massa molar produk dipasangkan dengan rentang temperatur mengisyaratkan

adanya H 2 O yang hilang. Residunya adalah CaC 2 O 4 .

Hilangnya 4.72 mg dari 400-500°C yang mewakili berkurangnya 19.19% massa sampel asli 24.60 mg, atau kehilangan

0.1919 146.11 g/mol 28.04 g/mol  

Kehilangan ini konsisten dengan CO sebagai produk uap yang meninggalkan residu CaCO 3 . Hilangnya 7.41 mg dari 700-850°C mewakili berkurangnya 30.12% massa sampel asli 24.60 mg, atau kehilangan

0.3012 146.11 g/mol 44.01 g/mol  

yang mengisyaratkan hilangnya CO 2 . Residu akhirnya adalah CaO.

13. Sebanyak 101.3 mg sampel senyawa organik diketahui mengandung Cl dibakar dengan O 2 murni dan gas hasil pembakaran disimpan pada tabung absorben. Tabung 13. Sebanyak 101.3 mg sampel senyawa organik diketahui mengandung Cl dibakar dengan O 2 murni dan gas hasil pembakaran disimpan pada tabung absorben. Tabung

Cl +

2 dimana akan bereaksi dengan Ag membentuk 262.7 mg AgCl. Tentukan komposisi senyawa organik tersebut sesuai dengan rumus empiriknya!

Pembahasan:

Dengan menerapkan konservasi massa menjadi karbon, kita tulis

mol C = mol CO 2

Dengan mengubah mol menjadi gram dan penataan untuk menyelesaikan miligram karbon didapatkan

g CO 2  Ar C 1000 mg/g  0.1676 g 12.011 g/mol 1000 mg/g  

BM CO 2 44.011 g/mol  45.74 mg C

Jadi, %w/w C dalam sampel adalah mg C

 100 45.15%w / w C  mg sampel

Perhitungan diulang untuk hidrogen

mol H = 2  mol H 2 O

 2 g H O Ar H 1000 mg/g 2    2 0.0137 g 1.008 g/mol 1000 mg/g  

BM H O 2 18.015 g/mol

 1.533 mg H

 100 1.51%w / w H  mg sampel

dan untuk klorin (Cl)

mol Cl = mol AgCl

g AgCl Ar Cl 1000 mg/g   0.2627 g 35.453 g/mol 1000 mg/g  

BM AgCl 143.32 g/mol  64.98 mg Cl

 100 53.35%w / w Cl  mg sampel

Dengan penambahan bersama persen berat untuk C, H, dan Cl memberikan hasil total 100.01%. Senyawa ini terdiri dari tiga komponen. Untuk menentukan rumus Dengan penambahan bersama persen berat untuk C, H, dan Cl memberikan hasil total 100.01%. Senyawa ini terdiri dari tiga komponen. Untuk menentukan rumus

C (0.0376 mol C), 0.0151 gr H (0.0150 mol H), dan 0.5335 gr Cl (0.0150 mol Cl). Hidrogen dan klorin mempunyai rasio molar 1:1. Ratio molar C pada mol H atau Cl adalah

mol C mol C 0.0376   

 2.51 2.5

mol H mol Cl 0.0150 Jadi, rumus empirik senyawa tersebut adalah C 5 H 2 Cl 2 .

BAB 4 METODE ANALISIS TITRIMETRI

1. Sebanyak 0.4512 gr sampel standar primer Na 2 CO 3 membutuhkan 36.44 mL larutan

H 2 SO 4 untuk mencapai titik akhir pada reaksi

CO 

3  2H 2 H O CO g  2 

Berapakah molaritas dari H 2 SO 4 ?

Pembahasan:

M Na CO 2 3  105.99 g/mol

CO 

3  2H 2 H O CO g  2 

1 mol H SO 1000 mmol H SO 0.4512 g Na CO

36.44 mL  0.1168 M H SO 2 4

2. Titrasi 50.00 mL 0.05251 M Na 2 C 2 O 4 membutuhkan 36.75 mL larutan kalium permanganat.

2 2MnO 

4  5H C O 2 2 4  6H  2Mn  10CO g 2   8H O 2

Hitunglah kemolaran larutan KMnO 4 !

Pembahasan:

2 2MnO 

4  5H C O 2 2 4  6H  2Mn  10CO g 2   8H O 2

50.00 ml Na C O 

0.05251 mol Na C O

2 mol KMnO 1000 mmol

1000 mL 5 mol Na C O 2 2 4 mol

36.44 mL  0.02858 M KMnO 4

3. Sebanyak 0.3125 g sampel standar primer Na 2 CO 3 ditangani dengan 40.00 mL asam perklorat encer. Larutan ini dipanaskan untuk menghilangkan CO 2 , kemudian HClO 4 berlebih dititrasi kembali dengan 10.12 mL NaOH encer. Dalam eksperimen terpisah, dibutuhkan 27.43 mL HClO 4 untuk menetralisasi NaOH sebanyak 25.00 mL. Hitunglah kemolaran HClO 4 dan NaOH!

Pembahasan:

V HClO 4 27.43 mL HClO 4 mL HClO 4

V NaOH

25.00 mL NaOH

mL NaOH

Volume HClO 4 yang dibutuhkan untuk menitrasi 0.3125 gr Na 2 CO 3 adalah 

1.0972 mL HClO 4 

40.00 mL HClO 4  

  28.896 mL HClO 4 

10.12 mL NaOH 

mL NaOH

Jadi, 0.3125 g Na CO 2 3 1 mol Na CO 2 3 2 mol HClO 4  1000 mmol   

0.2041 M HClO 4

28.896 mL HClO 4 105.99 g

1 mol Na CO 2 3 mol

dan

V HClO 4

c NaOH  c HClO 4 

V NaOH

0.2041 mol HClO 4 1.0972 mL HClO 1 mol NaOH  4 0.2041 M 

 0.2239 M NaOH

mL NaOH

mol HClO 4

4. Arsenik dalam 1.010 gr sampel pestisida diubah menjadi H 3 AsO 4 dengan perlakuan berikut. Asam yang dinetralisasi dan penambahan 40.00 mL 0.06222 M AgNO 3

untuk mengendapkan arsenik secara kuantitatif sebagai Ag +

3 AsO 4 . Kelebihan Ag pada filtrat dan dalam pencucian endapan dititrasi dengan 10.76 mL 0.1000 M KSCN; reaksinya adalah

Ag   SCN  AgSCN s 

Hitunglah persentase As 2 O 3 pada sampel!

Pembahasan:

3 H AsO 4  3Ag  3H  Ag AsO s 3 4 

mmol Ag + berlebih sama dengan mmol KSCN,

mmol Ag berlebih     10.76 mL 1.0760 mmol Ag 

0.1000 mmol KSCN

1 mmol Ag

mL

1 mmol KSCN

mmol AgNO ditambahkan 3 

0.06222 mmol AgNO 3

40.00 mL 2.4888 mmol AgNO  3

mL

mmol Ag bereaksi +  

2.4888 1.0760 mmol 1.4128 mmol Ag   

%As O dalam sampel  2 3

1 mmol Ag AsO 3 4 1 mmol As O 2 3 197.84 g As O 2 3 1.4128 mmol Ag 

3 mmol Ag

2 mmol Ag AsO 3 4 1000 mmol  100

1.010 g sampel

 4.612% As O 2 3

5. Sebanyak 0.1752 gr sampel standar primer AgNO 3 dilarutkan dalam 502.3 air destilasi. Hitunglah molaritas berat Ag + dalam larutan ini!

Pembahasan:

1 mol AgNO + 3 1 mol Ag 1000 mmol

0.1752 g AgNO 3 

1 mol AgNO 3 mol molaritas berat Ag 

6. Larutan standar yang digunakan pada soal no. 5 digunakan untuk menitrasi 25.171 gr sampel larutan KSCN. Titik akhir diketahui setelah penambahan 23.765 gr

larutan AgNO 3 . Hitunglah molaritas berat larutan KSCN ini!

Pembahasan:

3  1000 mmol 23.765 mL  molaritas berat KSCN 

 2.0533 10 mol AgNO 3 

7. Larutan yang digambarkan pada soal no. 5 dan 6 digunakan untuk menentukan BaCl 2 .2H 2 O dalam 0.7120 gr sampel. Sebanyak 20.102 gr sampel AgNO 3 ditambahkan pada larutan sampel dan kelebihan AgNO 3 dititrasi kembali dengan 7.543 gr larutan KSCN. Hitunglah persentase BaCl 2 .2H 2 O dalam sampel!

Pembahasan:

M BaCl 2H O 2  2  244.26

mol

  3 2.0533 10 mmol AgNO 

mmol AgNO terpakai 3  

 20.102 mL  

   3 1.9386 10 mmol KSCN  1 mmol AgNO

1 mmol KSCN 

 0.026653 mmol

1 mmol BaCl 2H O

2  2 244.26 g

 2 mol AgNO 3 1000 mmol % BaCl 2H O 2  2 

0.026653 mol AgNO

 100%

0.7120 g sampel

 0.4572%

8. Suatu sampel natrium oksalat murni bermassa 0.2856 gr dilarutkan dalam air,

ditambahkan asam sulfat, dan larutan dititrasi pada 70°C, diperlukan larutan KMnO 4

45.12 mL. Titik akhir dilampaui dan dilakukan titrasi-balik dengan 1.74 mL 0.1032

N larutan asam oksalat. Hitunglah normalitas larutan KMnO 4 itu!

Pembahasan:

Reaksi ion:

2 5C O 

2 4  2MnO 4  16H  2Mn  10CO 2  8H O 2

Diketahui bahwa

mek permanganat = mek oksalat

atau

mek KMnO 4 = mek Na 2 C 2 O 4 + mek H 2 C 2 O 4

 mg Na C O  2 2 4

V KMnO 4 N KMnO 4   V HCO 2 2 4  N HCO 2 2 4 

BE Na C O 2 2 4

Karena ion oksalat kehilangan dua elektron dalam reaksi tersebut, berat ekivalen

Na 2 C 2 O 4 adalah setengah bobot molekulnya atau 134.0/2 = 67.00. Karena itu

45.12 N  KMnO 4 

285.6

   1.74 0.1032 

67.00 N KMnO 4  0.0985 mek/mL

9. Sketsalah kurva titrasi untuk titrasi 50.0 mL 0.100 M asam asetat dengan 0.100 M NaOH!

Pembahasan:

10. Sebanyak 50.00 mL sampel minuman citrus membutuhkan 17.62 mL 0.04166 M NaOH untuk mencapai titik akhir PP seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan

keasaman sampel dalam ranah gram asam sitrat, C 6 H 8 O 7 , per 100 mL!

Pembahasan:

Karena asam sitrat merupakan asam lemah triprotik, kita harus menentukan dahulu titik ekivalen yang akan didapatkan. Tiga konstanta disosiasi asam sitrat adalah pK a1

= 3.13, pK a2 = 4.76, dan pK a3 = 6.40.

Diagram Ladder untuk asam sitrat adalah

Titik akhir PP adalah dasar, berdasarkan perhitungan pH 8.30 dan dapat mencapainya hanya jika titrasi dilakukan pada titik ekivalensi. Jadi,

 3 mol asam sitrat  mol NaOH

Dengan membuat substitusi yang tepat untuk mol asam sitrat dan mol NaOH memberikan persamaan berikut

 3 g asam sitrat  M b  V b BM asam sitrat

yang dapat diselesaikan untuk gram asam sitrat

M b  V b  BM asam sitrat  0.04166 M 0.01762 L 192.13 g/mol   

g asam sitrat 

3 3  0.04701 g asam sitrat

Karena gram asam sitrat dalam 50 mL sampel, konsentrasi asam sitrat minuman citrus adalah 0.09402 g/100 mL.

11. Kemurnian dalam pembuatan sulfanilamida, C 6 H 4 N 2 O 2 S, ditentukan dengan mengoksidasi belerang menjadi SO 2 dan mendidihkan SO 2 dalam H 2 O 2 untuk menghasilkan H 2 SO 4 . Asam kemudian dititrasi dengan larutan standar NaOH sampai titik akhir bromtimol biru, dimana keasaman proton asam sulfat dinetralisasi. Hitunglah kemurnian dalam pembuatannya jika digunakan 0.5136 g sampel membutuhkan 0.1251 M NaOH!

Pembahasan:

Konservasi proton untuk reaksi titrasi diketahui bahwa

 2 mol H SO 2 4  mol NaOH Karena semua belerang dalam H 2 SO 4 berasal dari sulfanilamida, kita gunakan

konservasi massa pada belerang untuk menyetarakan hubungan stoikiometrik.

 2 mol C H N O S mol H SO 6 4 2 2  2 4

Kombinasi dua persamaan konservasi memberikan persamaan tunggal yang menghubungkan mol analit dengan mol titran.

 2 mol C H N O S mol NaOH 6 4 2 2 

Dengan mensubstitusikan untuk mol sulfanilamida dan mol NaOH memberikan

 2 g sulfanilamida  M b  V b BM sulfanilamida

yang dapat diselesaikan untuk mencari gram sulfanilamida

M b  V b  BM sulfanilamida  0.1251 M 0.04813 L 168.18 g/mol   

 0.5063 g sulfanilamida Jadi, kemurnian dalam pembuatan sulfanilamida adalah

g sulfanilamida  0.5063 g 100   100 98.58% w/w sulfanilamida 

g sampel

0.5136 g

3 , dan HCO 3 , yang ditemui secara sendiri maupun kombinasinya. Penitrasian 100.0 mL sampel pada pH 8.3 membutuhkan 18.67 mL 0.02812 M larutan HCl. Pada 100.0 mL alikuot kedua membutuhkan 48.12 mL titran yang sama untuk mencapai pH 4.5. Identifikasilah sumber alkalinitas dan konsentrasinya dalam ppm!

12. - Alkalinitas air alam biasanya dipengaruhi oleh OH , CO

Pembahasan:

Karena volume titran yang diperlukan untuk mencapai pH 4.5 lebih dua kali dari volume yang diperlukan untuk mencapai pH 8.3, maka sesuai dengan tabel di bawah

ini, alkalinitas dipengaruhi oleh CO -

3 dan HCO 3 .

Hubungan antara Volume Titik Akhir dan Sumber Alkalinitas Sumber Alkalinitas Hubungan antara Volume Titik Akhir

3 sampai HCO 3 , tetapi tidak menyebabkan reaksi antara titran dengan HCO -

- Penitrasian sampai pH 8.3 menetralkan CO

Jadi,

2 mol HCl pada pH 8.3 mol CO  

atau

2 g CO 

M a  V a,pH8.3 

BM CO 3

Penyelesaian gram karbonat memberikan

2 g CO 

3  M a  V a,pH8.3  BM CO 3

3 Konsentrasi CO 2-

2 0.02812 M 0.01867 L 60.01 g/mol 0.03151 g CO    

3 adalah

2 mg CO 

2    315.1 ppm CO

Penitrasian titik akhir kedua pada pH 4.5 menetralkan CO 2-

3 sampai H 2 CO 3 dan HCO -

3 sampai H 2 CO 3 .

Dengan konservasi proton membutuhkan

3  mol HCO 3 atau

mol HCl pada pH 4.5 2 mol CO  

3 M g HCO 3

  2 g CO

a  V a,pH4.5 

BM CO 3 BM HCO 3

Penyelesaian gram bikarbonat memberikan

 2 g CO 3 

g HCO 

3   M a  V a,pH4.5 

  0.02812 M 0.04812 L     61.02 g/mol 0.01849 g HCO 

60.01 g/mol 

Konsentrasi HCO -

3 adalah 3 adalah

3 18.49 mg    184.9 ppm HCO

liter

0.1000 L

13. Tuliskan persamaan kimia dan konstanta kesetimbangan untuk tahapan pembentukan

(a) 2- Ni(CN)

4 ! (b) - Cd(SCN)

Pembahasan:

(a) 2- Ni(CN)

Ni CN 2 

Ni  CN

Ni CN  K 1 

Ni 

 CN 

  Ni CN  2  

Ni CN   CN

Ni CN  2 K 2 

Ni CN   

CN 

 Ni CN  3

Ni CN  2  CN Ni CN  3 K 3 

 Ni CN  2  

  CN  2   

Ni CN 4   

Ni CN

Ni CN  4 K 4 

3 CN

3   CN     (b) - Cd(SCN)

 Ni CN 

2  Cd SCN     

Cd  SCN

Cd SCN   K 

  Cd   SCN  

 Cd SCN   2  Cd SCN   SCN Cd SCN

Cd SCN      SCN      

Cd SCN 

Cd SCN   2  SCN Cd SCN   3 K 3 

  Cd SCN  

2    SCN  

14. + Tuliskan persamaan konstanta disosiasi asam dan [H ] untuk nilai alfa tertinggi untuk setiap ligan asam lemah

(a) asetat (α 1 )!

(b) tartrat (α 2 )!

Pembahasan:

(a) Asetat (α 1 )

CH COOH 

3 CH COO 3  H

 CH COO 3  H 

c T   CH COOH 3    CH COO 

 CH COOH 3 

3  H  

    CH COOH   CH COO

(b) Tartrat (α 2 )

2 C H O COOH 4 2   2 2 C H O COOH COO 4 2      H

2 C H O COOH COO 4 2       H 

K a1  

  2 C H O COOH 4 2   2  

2 C H O COOH COO 4 2     2 C H O COO 4 2   2  H

C H O COO 

K a2 

 2 C H O COOH COO 4 2    

2 C H O COO 4 2    2  H

 C H O COOH COO 2 4 2     

K a2

2 C H O COOH COO 4 2            H   2  C H O COO 4 2     H 2   

 2 C H O COOH 4 2   2 

K a1 KK a1 a2

T   2 C H O COOH 4 2   2     2  C H O COOH COO 4 2  

 2 C H O COO 4 2

C H O COO    2 

2 4 2   2  H   C H O COO   H 

2 C H O COO 4 2    

2 C H O COO 4 2    

15. 2- Mengapa hanya sedikit MgY yang ditambahkan pada sampel air untuk dititrasi dalam penentuan kekerasan air?

Pembahasan:

MgY 2+ ditambahkan untuk meyakini adanya konsentrasi analitik tertentu Mg untuk menambahkan titik akhir dengan indikator Eriochrome Black T (EBT).

16. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 3.0 g NaH 2 Y.2H 2 O dalam 1.0 L air dan distandarisasi dengan 50.00 mL alikuot 0.004517 M Mg 2+ . Titrasi rata-rata

diperlukan 32.22 mL. Hitunglah konsentrasi molar EDTA!

Pembahasan:

0.004517 mmol Mg 2+

50.00 mL 

1 mmol EDTA

mL 2+ mmol Mg

 0.007010 M EDTA

32.22 mL EDTA

17. Suatu larutan mengandung 1.694 mg CoSO 4 (155.0 g/mol) per mililiter. Hitunglah

(a) volume 0.08640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi 25.00 mL alikuot larutan tersebut!

(b) 2+ volume 0.009450 M Zn yang diperlukan untuk menitrasi kelebihan reagen setelah penambahan 50.00 mL 0.008640 M EDTA pada 25.00 mL alikuot

larutan tersebut! (c) 2+ volume 0.008640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi Zn pengganti

Co 2- setelah penambahan ZnY berlebih pada 25.00 mL alikuot larutan CoSO

4 . Reaksinya adalah

Pertama, kita hitung konsentrasi CoSO 4 ,

1.694 mg CoSO 4 1 mL CoSO 4

 0.01093 M CoSO 4

mL

155.0 mg

Dalam setiap bagian, 0.01093 mmol

mmol CoSO 4 

25.00 mL 0.2732 mmol CoSO  4

mL

(a) Penentuan volume 0.08640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi 25.00 mL alikuot larutan

0.2732 mmol CoSO 4 

1 mmol EDTA

1 mL EDTA

31.62 mL EDTA

mmol CoSO 4 0.008640 mmol

(b) 2+ Penentuan volume 0.009450 M Zn yang diperlukan untuk menitrasi kelebihan reagen setelah penambahan 50.00 mL 0.008640 M EDTA pada 25.00 mL

alikuot larutan

 0.008640 mmol EDTA

mmol ekses EDTA  

50.00 mL  

mL

1 mmol EDTA 

  0.1588 mmol EDTA 

 0.2732 mmol CoSO 4 

mmol CoSO 4 

1 mmol Zn 2+ 1 mL Zn

2+ 0.1588 mmol EDTA    16.80 mL Zn

mmol EDTA 0.009450 mmol

(c) 2+ Penentuan volume 0.008640 M EDTA yang diperlukan untuk menitrasi Zn

pengganti Co 2- setelah penambahan ZnY berlebih pada 25.00 mL alikuot larutan CoSO 4 .

1 mmol Zn 2+

0.2732 mmol CoSO 4 

1 mmol EDTA

1 mL EDTA

0.008640 mmol 

mmol CoSO 4 mmol Zn

31.62 mL EDTA

4.00 cm dilarutkan dalam HCl. pH sudah ditentukan sebelumnya dimana 15.00 mL 0.01768 M EDTA diketahui.

18. Penyepuhan Cr pada permukaan terhitung 3.00 

Reagen berlebih membutuhkan 4.30 mL titrasi-balik dengan 0.008120 M Cu 2+ . Hitunglah berat rata-rata Cr terhadap sentimeter kuadrat luas permukaan!

Pembahasan:

 mmol EDTA bereaksi  

 0.01768 mmol EDTA

15.00 mL EDTA  

  2+ 0.008120 mmol Cu

mL

1 mmol EDTA 

  0.2303 mmol EDTA 

4.30 mL Cu 

mL

mmol Cu

1 mmol Cr 51.996 mg Cr 

 0.2303 mmol EDTA 

mmol EDTA

3.00 4.00 cm 

cm

19. Larutan EDTA dibuat dengan melarutkan 4 g garam dinatrium dalam 1.0 L air. Rata-rata 42.35 mL larutan ini dibutuhkan untuk menitrasi 50.00 mL alikuot standar