PERCOBAAN VI PENENTUAN KONSTANTA DISOSIASI ASAM METIL MERAH SECARA SPEKTROFOTOMETRI
I.
TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan konstanta disosiasi dari asam metil merah secara spektrofotometri
II.
PEMBAHASAN
Pada percobaan ini akan ditentukan konstanta disosiasi dari suatu asam secara spektrofotometri. Indikator yang digunakan dalam percobaan ini adalah indikator metil merah. Indikator ini dapat mengalami perubahan warna pada kondisi asam dan basa. Dalam air metil merah ditemukan sebagai suatu zwitter suatu zwitter ion. ion. Dalam suasana asam, senyawa ini berupa HMR yang berwarna merah dan mempunyai dua bentuk resonansi. Sementara itu, dalam suasana basa -
larutan akan kehilangan satu proton proton dan terbentuk anion MR yang berwarna kuning. Adapun kesetimbangan antara kedua bentuk metil merah yang memiliki warna yang berbeda tersebut ditunjukkan sebagai berikut:
I-metil merah bentuk asam HMR (merah) +
H
-
OH
-
II-metil merah bentuk basa MR (kuning) Gambar 10. Kesetimbangan antara Kedua Bentuk Metil Merah
Reaksi pengionan metil merah di atas dapat dinyatakan oleh persamaan reaksi sederhana berikut: -
HMR
+
MR + H
Pada percobaan ini, dilakukan pengukuran absorbansi metil merah bentuk I (HMR) dan -
-
bentuk II (MR ) dengan menggunakan UV-Vis. Larutan HMR dan MR yang digunakan dibuat dari padatan metil merah yang dilarutkan dalam etanol 95% dan aquades. Larutan yang dibuat ini merupakan larutan induk dengan konsentrasi 1000 ppm yang berwarna merah pekat. Adapun perhitungan konsentrasinya adalah sebagai berikut: 1 ppm =
Yang digunakan adalah 0,1 g metil merah, ini berarti 0,1 gram = 100 mg metil merah, di dalam 100 mL larutan berarti 0,1 L larutan, jadi konsentrasi laruta induk yang dibuat dapat dihitung yaitu:
Dari larutan induk ini selanjutnya dibuat larutan standar dengan mengencerkan larutan induk dengan menggunakan etanol dan aquades. Pengenceran dilakukan 20 kali sehingga diperoleh konsentrasi larutan standar yaitu 50 ppm. Adapun perhitungannya adalah sebagai berikut.
Setelah diperoleh larutan standar, selanjutnya dibuat larutan HMR dengan menambahkan -
larutan HCl dan aquades ke dalam beberapa bagian dari larutan standar dan dibuat larutan MR dengan menambahkan larutan NaOH dan aquades ke dalam beberapa bagian larutan standar. -
Adapun perhitungan konsentrasi HMR dan MR standar adalah -
Konsentrasi HMR:
V1 x M1 = V2 x M2 10 mL x 50 ppm = 100 mL x M2 M2 = 5 ppm
-
-
Konsentrasi MR :
V1 x M1 = V2 x M2 10 mL x 50 ppm = 100 mL x M2 M2 = 5 ppm Larutan HMR yang terbentuk berupa larutan yang bening berwarna merah sedangkan -
-
larutan MR berupa larutan bening b ening berwarna be rwarna kuning. kun ing. Selanjutnya Selanjutn ya dibuat larutan HMR dan MR dengan konsentrasi yang berbeda-beda melalui pengenceran masing-masing hingga 0,8; 0,6; 0,4. Selanjutnya disiapkan larutan dengan komposisi seperti tabel di bawah ini: Tabel 1. Konsentrasi Pengenceran HMR
Pengenceran
Konsentrasi
0,8 kali konsentrasi
4 ppm
0,6 kali konsentrasi
3 ppm
0,4 kali konsentrasi
2 ppm
0,2 kali konsentrasi
1 ppm
-
Tabel 2. Konsentrasi Pengenceran MR
Pengenceran
Konsentrasi
0,8 kali konsentrasi
4 ppm
0,6 kali konsentrasi
3 ppm
0,4 kali konsentrasi
2 ppm
0,2 kali konsentrasi
1 ppm
Selanjutnya dibuat campuran dengan komposisi seperti pada tabel dibawah ini: Tabung
1
2
3
4
Larutan Standar
5 mL
5 mL
5 mL
5 Ml
Na-Asetat 0,04 M
12,5 mL
12,5 mL
12,5 mL
12,5 Ml
Asam Asetat 0,02 M
25 mL
12,5 mL
5 mL
2,5 mL
Air
7,5 mL
20 mL
22,5 mL
30 Ml
pH
±5
±5
±6
±6
Pada tabel di atas digunakan kertas indikator untuk mengukur pH larutan, sehingga tidak dapat ditentukan secara pasti pH larutan, namun diperkirakan dari warna kertas indikator yang digunakan dan dibandingkan dengan warna standar pada tempat kertas indikator. -
Kemudian larutan HMR dan MR standar diukur absorbansinya sehingga diperoleh absorbansi HMR sebesar 0,5964 dan panjang gelombang maksimumnya di 522 nm.
Gambar 11. Kurva Pengukuran λ maks maks HMR -
Sementara itu hasil pengukuran absorbansi dari larutan MR diperoleh panjang gelombang maksimumnya 428 nm dan absorbansinya 0,362.
-
Gambar 12. Kurva Pengukuran λ maks maks MR
Data tersebut selanjutnya dijadikan acuan untuk mengukur absorbansi dari larutan HMR dan -
MR pada berbagai konsentrasi seperti seperti pada tabel di atas dan juga larutan pada labu 1, 2, 3, dan4. Dari hasil pengukuran tersebut diperoleh data sebagai b erikut:
Hasil pengukuran absorbansi larutan HMR yang telah diencerkan pada λ maks maks HMR (522 nm) Pengenceran
0,8 kali
Absorbansi larutan HMR
Absorbansi larutan MR- ditambah
ditambah HCl
NaOH
0,744
0,022
0,485
0,019
0,318
0,018
0,196
0,012
konsentrasi 0,6 kali konsentrasi 0,4 kali konsentrasi 0,2 kali konsentrasi
-
Hasil pengukuran absorbansi larutan pada λ maks maks MR (428 nm) : Pengenceran
Absorbansi larutan HMR
Absorbansi larutan MR- ditambah
ditambah HCl
NaOH
0,8
0,060
0,284
0,6
0,038
0,063
0,4
0,023
0,142
0,2
0,015
0,069
Dari data di atas dapat dibuat kurva hubungan antara absorbansi dan konsentrasi larutan -
HMR pada max 522 max 522 nm dan 428 nm, serta MR pada max 522 max 522 nm dan 428 nm sebagai berikut.
0.8 0.7 y = 0.1811x - 0.017 R² = 0.9715
0.6 i 0.5 s n a b r 0.4 o s b A
0.3 0.2 0.1 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Konsentrasi (ppm)
Gambar 13. Kurva Absorbansi terhadap konsentrasi untuk HMR pada λ maks (522 nm)
0.07 0.06 y = 0.015x - 0.0035 R² = 0.9583
0.05 i s n 0.04 a b r o s b 0.03 A
0.02 0.01 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Konsentrasi (ppm) -
Gambar 14. Kurva Absorbansi terhadap konsentrasi untuk HMR pada λ maks MR (428nm)
0.025 y = 0.0031x + 0.01 R² = 0.9109
0.02 i s n0.015 a b r o s b 0.01 A
0.005 0 0
1
2
3
4
5
Konsentrasi (ppm) -
Gambar 15. Kurva Absorbansi terhadap konsentrasi untuk MR pada λ maks maks HMR (522nm)
0.3 0.25 y = 0.0566x - 0.002 R² = 0.5051
0.2
i s n a b r 0.15 o s b A
0.1
0.05 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Konsentrasi (ppm) -
-
Gambar 16. Kurva Absorbansi terhadap konsentrasi untuk MR pada λ maks maks MR (428 nm)
Berdasarkan grafik di atas, dapat diketahui bahwa λ maks maks HMR adalah 522 nm dan λ maks maks -
-
MR adalah 428 nm. Jadi jumlah HMR dan MR dalam larutan dapat dihitung dengan menggunakan rumus
-
Abs pada λ A = dHMR [HMR] + dMR [HMR] -
-
-
Abs pada λ B = dHMR [MR ] + dMR [MR ] Harga d merupakan slope dari kurva absorbansi terhadap konsentrasi pada λ maks maks dari HMR dan -
λ maks maks MR .
Slope untuk HMR pada λmaks H M R yaitu yaitu 522 522 nm, harga d diperoleh diperoleh dari perh perh itun gan gan sebagai bagai ber ber ik ut:
d = tan α =
0,744
0,196
4 1
0,183
-
MR pada λmaks MR Slope un tuk H M R yaitu yaitu 428 nm, har ga d diperol diperol eh dari perh perh itu ngan sebagai ber ber ik ut. ut .
d = tan α =
0,06
0.015
4 1
0,015
-
Slope untu k M R pada λmaks H M R yaitu yaitu 522 522 nm, harga d diperoleh diperoleh dari perh perh itu ngan sebagai bagai ber ber ik ut:
d = tan α =
0,022
0,012
4 1
0,003333
-
-
Slope untu k M R pada λmaks M R yaitu yaitu 428 nm, har ga d diperoleh dar dar i perh perh itu ngan sebagai bagai ber ber ik ut:
d = tan α =
0,284
0,069
4 1
0,07167
-
Setelah diperoleh harga d dari masing-masing kurva tersebut, maka jumlah HMR dan MR dalam larutan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut -
-
-
-
Abs pada λ HMR λ HMR = dHMR [HMR] + dMR [MR ] -
Abs pada λMR
= dHMR [HMR] + dMR [MR ]
Di mana data larutan yang yang pH nya dikondisikan a bsorbansi bsorbansi pada λ maks HMR :
Labu
Absorbansi
1
0,176
2
0,097
3
0,037
4
0,024
Labu
Absorbansi
1
0,123
2
0,164
3
0,190
4
0,212
-
Absorbansi pada λ maks MR :
-
1. Jumlah HMR dan MR pada labu 1, pH 4,85 Diketahui:
Absorbansi pada λHMR
= 0,176
-
Absorbansi pada λMR
= 0,123
d HMR pada λmaks HMR
= 0,183
-
d HMR pada λmaks MR MR
= 0,015
-
d MR pada λmaks HMR -
= 0,003333
-
d MR pada λmaks MR
= 0,07167 -
-
-
-
Abs pada λ HMR λ HMR = dHMR [HMR] + dMR [MR ]………………………………………..(1) -
Abs pada λMR
= dHMR [HMR] + dMR [MR ]….…………………………………….(2)
Perhitungan: -
0,176 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ]………………………………... ]………………………………........| .....| x 0,003333 -
0,123 = 0,003333[HMR] + 0,07167[MR ]……………………………………| ]……………………………………| x x 0,183 -
0,000587 = 0,0006099[HMR] + 0,0000499[MR ] -
0,0225 = 0,0006099 [HMR] + 0,0131 [MR ] -
-0,0219 = -0,01305[MR ]
-
-
[MR ] = 1,678 ppm -
Konsentrasi MR disubstitusikan ke persamaan 1 sehingga diperoleh
-
0,176 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ] 0,176 = 0,183[HMR] + 0,015[1,678] 0,176 = 0,183 [HMR] + 0,025 0,151 = 0,183[HMR] [HMR]
= 0,825 ppm -
2. Jumlah HMR dan MR pada tabug 2 dengan pH 5,15 Diketahui:
Absorbansi pada λHMR
= 0,097
-
Absorbansi pada λMR
= 0,164
d HMR pada λmaks HMR
= 0,183
-
d HMR pada λmaks MR MR
= 0,015
-
d MR pada λmaks HMR -
= 0,003333
-
d MR pada λmaks MR
= 0,07167 -
-
-
-
Abs pada λ HMR λ HMR = dHMR [HMR] + dMR [MR ]………………………………………..(1) -
Abs pada λMR
= dHMR [HMR] + dMR [MR ]….…………………………………….(2)
Perhitungan: -
0,097 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ]………………………………... ]……………………………….........| ......| x 0,003333 -
0,164 = 0,003333[HMR] + 0,07167[MR ]……………………………………. | x 0,183 -
0,01793 = 0,0006099[HMR] + 0,0000499[MR ] -
0,03= 0,0006099 [HMR] + 0,0131 [MR ] -
-
-0,01208 = -0,01305[MR ] -
[MR ] = 0,926 ppm -
Konsentrasi MR disubstitusikan ke persamaan 1 sehingga diperoleh -
0,097 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ] 0,097 = 0,183[HMR] + 0,015[0,926] 0,097 = 0,183 [HMR] + 0,01389 0,083 = 0,183[HMR] [HMR]
= 0,454 ppm -
3. Jumlah HMR dan MR pada tabung 3 pH 5,53
Diketahui:
Absorbansi pada λHMR
= 0,037
-
Absorbansi pada λMR
= 0,19
d HMR pada λmaks HMR
= 0,183
-
d HMR pada λmaks MR MR
= 0,015
-
d MR pada λmaks HMR -
= 0,003333
-
d MR pada λmaks MR
= 0,07167 -
-
-
-
Abs pada λ HMR λ HMR = dHMR [HMR] + dMR [MR ]………………………………………..(1) -
Abs pada λMR
= dHMR [HMR] + dMR [MR ]….…………………………………….(2)
Perhitungan: -
0,037 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ]………………………………... ]……………………………….........| ......| x 0,003333 -
0,19 = 0,003333[HMR] + 0,07167[MR ]……………………………………. ]…………………………………….|| x 0,183 -
0,000123 = 0,0006099[HMR] + 0,0000499[MR ] -
0,03477= 0,0006099 [HMR] + 0,0131 [MR ] -
-
-0,03465 = -0,01305[MR ] -
[MR ] = 2,655 ppm -
Konsentrasi MR disubstitusikan ke persamaan 1 sehingga diperoleh -
0,037 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ] 0,037 = 0,183[HMR] + 0,015[2,655] 0,037 = 0,183 [HMR] + 0,0368 0,0002 = 0,183[HMR] [HMR] = 0,001 ppm -
4. Jumlah HMR dan MR pada tabung 4 pH 5,81 Diketahui:
Absorbansi pada λHMR
= 0,024
-
Absorbansi pada λMR
= 0,212
d HMR pada λmaks HMR -
d HMR pada λmaks MR MR -
d MR pada λmaks HMR -
-
d MR pada λmaks MR
= 0,183 = 0,015 = 0,003333 = 0,07167
-
-
-
-
Abs pada λ HMR λ HMR = dHMR [HMR] + dMR [MR ]………………………………………..(1) -
Abs pada λMR
= dHMR [HMR] + dMR [MR ]….…………………………………….(2)
Perhitungan: -
0,024 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ]………………………………... ]……………………………….........| ......| x 0,003333 -
0,212= 0,003333[HMR] + 0,07167[MR ]……………………………………. | x 0,183 -
0,0007992 = 0,0006099[HMR] + 0,0000499[MR ] -
0,03879= 0,0006099 [HMR] + 0,0131 [MR ] -
-
-0,037997 = -0,01305[MR ] -
[MR ] = 2,912 ppm -
Konsentrasi MR disubstitusikan ke persamaan 1 sehingga diperoleh -
0,024 = 0,183[HMR] + 0,015[MR ] 0,024 = 0,183[HMR] + 0,015[2,912] 0,024 = 0,183 [HMR] + 0,04368 0,01968 = 0,183[HMR] [HMR] = 0,1 ppm
-
Menghitung [HMR]/[MR ] dan pKa dari metil merah pada masing-masing pH -
dengan menggunakan persamaan pKa = pH – log log [MR ]/[HMR]
1. Metil Merah pada pH 4,85 [ MR ]
0,825 825
[ HMR HMR ]
1,678 678
0,492 492 -
pKa
= pH – pH – log log [MR ]/[HMR] = 4,85 – 4,85 – log log 0,492 = 4,85 – 4,85 – ( (- 0,308) = 4,85 + 0,308 = 5,158
2. Metil Merah pada pH 5,15 [ MR ]
0,454 454
[ HMR HMR ]
pKa
0,926 926
0,49 -
= pH – pH – log log [MR ]/[HMR] = 5,15 – 5,15 – log log 0,49 = 5,15 – 5,15 – ( (- 0,309)
= 5,459 3. Metil Merah pada pH 5,53 [ MR ]
0.001 001
[ HMR HMR ]
2,655 655
0,000376 -
pKa
= pH – pH – log log [MR ]/[HMR] = 5,53 – 5,53 – log log 0,000376 = 5,53 – 5,53 – ( ( -3,42) = 5,53 + 3,241 = 8,771
4. Metil 4. Metil Merah pada pH 5,81 [ MR ]
0.1
[ HMR HMR ]
pKa
2,912 912
0,034 034 -
= pH – pH – log log [MR ]/[HMR] = 5,81 – 5,81 – log log 0,034 = 5,81 – 5,81 – ( ( -1,46) = 5,81 + 1,46 = 7,27
Dari data yang diperoleh maka perlu dibuat kurva untuk menentukan nilai dari Ka itu sendiri. -
Berikut ini adalah hubungan antara pH dengan log[MR ]/[HMR].
6.5 6 5.5 5 y = -0.1785x + 5.0897 R² = 0.3864 4.5
H p
pH
4
Linear (pH)
3.5 3 2.5 2 -4
-3
-2
-1
0
log[MR-]/[HMR] -
Gambar 17. Kurva Hubungan antara pH dengan log[MR ]/[HMR] -
Dari kurva di atas, ma diperoleh nilai pKa pada log[MR ]/[HMR] sama dengan nol. Intersep atau perpotongan pada sumbu-y inilah nilai dari pKa pK a sehingga nilai tetapan kesetimbangannya dapat ditentukan. Berdasarkan nilai tersebut maka nilai Ka d ari metil merah adalah: pKa = - log Ka 5,089 = - log Ka log Ka = - 5,089 -5,089
Ka = 10
-6
= 8,147 x 10
III.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisis data dan pembahasan dapat dibuat simpulan bahwa harga konstanta disosiasi
suatu
asam
dapat
ditentukan
secara
spektrofotometer
melalui
pengukuran
absorbansinya pada panjang gelombang tertentu. Besarnya harga Ka asam metil merah -6
berdasarkan hasil percobaan 8,147 x 10
DAFTAR PUSTAKA
Atkins.1999. Kimia Atkins.1999. Kimia Fisika Jilid II . Jakarta: Erlangga. Bird, Tony. 1987. Penuntun Praktikum Kimia Fisika untuk Universitas. Universitas. Diterjemahkan oleh Kwee Ie Tjien. Judul Asli : Experiments in Ph ysical Chemistry. Jakarta: PT Gramedia. Dogra, SK. 1990. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Diterjemahkan Soal-soal. Diterjemahkan oleh Umar Mansyur. Judul Asli : Physical Chemistry Through Problems. Jakarta : Universitas Indonesia – Indonesia – Press. Press. Retug, Nyoman dan Dewa Sastrawidana. 2004. Penuntun 2004. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Fisika. Singaraja: IKIP N Singaraja. Suardana, I Nyoman. 2005. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Fisika. Singaraja: Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Pendidikan MIPA, IKIP Negeri Singaraja. Muderawan, I Wayan. 2009. Analisis 2009. Analisis Instrumen. Instrumen. Singaraja: Undiksha Press.
