Post on 27-Dec-2015
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 72
UNIT 4
TINDAK BALAS ASID-BES
HASIL PEMBELAJARAN
Di akhir pembelajaran ini, anda diharap dapat:
1. Menjelaskan perubahan dalam nilai pH semasa titratan bagi tindak balas yang melibatkan:
asid kuat dan bes kuat
asid kuat dan bes lemah
asid lemah dan bes kuat
asid lemah dan bes lemah
2. Membezakan corak keluk titratan bagi titratan asid bes.
PETA KONSEP TAJUK
4.1 Pengenalan
Rajah 4.1 menunjukkan satu proses titratan. Dalam industri kelapa sawit proses titratan lazim digunakan untuk
mengenal pasti kualiti minyak kelapa sawit. Ini dilakukan dengan menambahkan larutan natrium hidroksida untuk
menentukan kandungan asid lemak bebas dalam minyak kelapa sawit. Proses ini merupakan satu contoh titratan
asid-bes. Secara ringkasnya titratan asid-bes adalah proses untuk menentukan amaun sesuatu larutan sama
ada berasid (atau berbes) melalui penambahan suatu isipadu larutan bes (atau asid) yang diketahui
kepekatannya sehingga tindak balas tersebut lengkap. Bagi mengetahui suatu tindak balas titratan telah
lengkap/selesai ianya dapat ditentukan oleh dua takat berikut iaitu takat akhir dan takat setara.
TINDAK BALAS ASID-BES
TITRATAN ASID-BES
ASID KUAT-BES KUAT ASID KUAT-BES LEMAH
ASID LEMAH-BES KUAT ASID LEMAH-BES LEMAH
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 73
Rajah 4.1: Proses titratan
4.2 Kaedah Menjalankan Titratan Asid Bes
Berikut adalah langkah-langkah yang perlu diikuti semasa menjalankan titratan asid bes (Rajah 4.2).
i. Larutan piawai atau titran dimasukkan ke dalam buret.
ii. Analit atau larutan yang tidak diketahui kepekatannya ditempatkan dalam kelalang erlenmeyer
dan diletakkan di bawah buret yang berisi titran.
iii. Tambahkan indikator (penunjuk) yang sesuai pada analit (Jadual 4.1), contohnya fenoftalien.
iv. Pastikan radas dipasang dengan betul seperti buret harus berdiri tegak, kelalang berisi analit
berada tepat di bawah hujung buret, dan letakkan sehelai kertas putih atau jubin putih di
bawah kelalang tersebut bagi memudahkan pencerapan warna.
v. Buka pili buret dan biarkan titran mengalir sedikit demi sedikit sehingga larutan analit di dalam
kelalang erlenmeyer menunjukkan perubahan warna yang bermaksud takat akhir titratan telah
tercapai. Setelah takat akhir tercapai, proses titratan hendaklah diberhentikan.
Rajah 4.2: Set alat radas titratan
Info:
Titran - larutan yang diketahui kepekatannya dan diisi ke dalam buret Analit - larutan yang ingin
ditentukan kepekatannya dan diletakkan dalam kelalang kun
Info:
Takat akhir – takat di mana berlaku perubahan secara fizikal (penunjuk berubah warna) iaitu sebaik sahaja tindak balas lengkap berlaku dan
terdapat sedikit asid/bes berlebihan. Asid atau bes yang berlebihan ini akan bertindak balas dengan penunjuk dan menghasilkan kompleks yang
berwarna. Jadual 4.1 menyenaraikan beberapa penunjuk yang biasa digunakan. Takat setara – takat di mana kuantiti
setara asid dan bes telah bertindak balas. Ia hanya dapat ditentukan secara teori atau melalui pengiraan yang melibatkan stoikiometri tindak balas.
Asid/bes kuat
Bes/asid lemah
Perubahan atau keadaan akhir
berlaku dalam kelalang kun
Buret
Analit
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 74
Jadual 4.1: Beberapa penunjuk dalam tindak balas asid-bes
Penunjuk Warna penunjuk Julat pH
dalam asid dalam berbes
Timol biru Merah Kuning 1.2 - 2.8
Bromofenol biru Kuning Ungu kebiruan 3.0 – 4.6
Bromokresol hijau Kuning Biru 3.8 - 5.4
Metil jingga Jingga/oren Kuning 3.1 – 4.4
Metil merah Merah Kuning 4.2 – 6.3
Klorofenol biru Kuning Merah 4.8 – 6.4
Bromotimol biru Kuning Biru 6.0 – 7.6
Kresol merah Kuning Merah 7.2 – 8.8
Fenolftalein Tanpa warna Merah jambu 8.3 -.10.0
Seterusnya, kita akan membincangkan empat jenis proses penitratan iaitu:
1. Titratan asid kuat dan bes kuat
2. Titratan asid kuat dan bes lemah
3. Titratan asid lemah dan bes kuat
4. Titratan asid lemah dan bes lemah
4.3 Titratan Asid-Bes
4.3.1 Titratan asid kuat dan bes kuat
Satu contoh tindak balas titratan antara asid kuat dengan bes kuat adalah antara asid hidroklorik, HCl dan
larutan natrium hidroksida, NaOH. Persamaan tindak balas adalah seperti berikut:
HCl (ak) + NaOH (ak) NaCl (ak) + H2O (c)
atau dalam persamaan ion bersih diberikan sebagai:
H+ (ak) + OH- (ak) H2O (c)
Rajah 4.3: Keluk titratan bagi asid kuat bes kuat
Info: pH pada takat setara adalah 7. Ini kerana hidrolisis garam daripada asid kuat bes kuat tidak berlaku.
Penambahan NaOH kepada HCl
Takat setara
[bes] = [asid]
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 75
Rajah 4.3 merupakan suatu keluk titratan iaitu graf pH melawan isipadu titran yang ditambahkan. Titratan ini
melibatkan 50.00 mL 0.0500 M HCl dititrat dengan 0.1000 M NaOH. Sebelum titran (NaOH) ditambah, pH asid
diberikan sebagai – log (0.05) atau 1.3. Apabila NaOH ditambah, pH larutan akan meningkat secara perlahan-
lahan pada awalnya di mana larutan masih bersifat asid. Nilai pH kemudiannya kelihatan meningkat dengan
cepat di sekitar takat setara. Seterusnya pada takat setara, keluk meningkat secara drastik dari pH 3 hingga pH
11 (keluk paling curam).
Dalam titratan asid kuat bes kuat, kepekatan kedua-dua ion H+ dan OH- pada takat kesetaraan adalah sangat
kecil iaitu 1x10-7 M. Akibatnya penambahan setitik sahaja NaOH akan menyebabkan peningkatan kepada [OH-]
dan juga pH larutan. Apabila melebihi takat setara, pH larutan akan meningkat secara perlahan dengan
penambahan NaOH.
Uji minda
Bolehkah timol biru dan bromokresol hijau digunakan sebagai penunjuk dalam titratan ini? Jelaskan
Berdasarkan perbincangan di atas, kita boleh mengira pH larutan pada setiap peringkat dalam proses
pentitratan.
Contoh 4.1:
Hitung pH larutan dengan penambahan NaOH (a) 20 mL, (b) 25 mL dan (c) 25.50 mL NaOH.
Penyelesaian:
(a) Penambahan 20 mL 0.1000 M NaOH kepada 50.00 mL 0.0500 M HCl
HCl + NaOH NaCl + H2O
mol (awal)
-
mol (bertindak
balas
-
mol (akhir) -
pH larutan bergantung kepada amaun HCl yang tinggal selepas peneutralan. Jumlah isipadu larutan
ialah 70 mL.
Didapati
Ini bermaksud
Tip: Fenoftalein, metil merah dan bromotimol biru sesuai digunakan sebagai penunjuk dalam proses titratan ini bagi mendapatkan takat akhirnya.
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 76
(b) Penambahan 25 mL 0.1000 M NaOH kepada 50.00 mL 0.0500 M HCl (c) Takat setara dicapai. Ion Na+ dan Cl- tidak menjalani hidrolisis, maka dan
pH larutan
(d) Penambahan 25.50 mL 0.1000 M NaOH kepada 50.00 mL 0.0500 M HCl
HCl + NaOH NaCl + H 2O
mol (awal)
-
mol
(bertindak
balas
-
mol (akhir) -
pH larutan bergantung kepada amaun NaOH yang berlebihan. Jumlah isipadu larutan ialah 75.50 mL
Didapati
Ini bermaksud
Maka pH larutan, –
–
4.3.2 Titratan asid lemah dan bes kuat
Satu contoh tindak balas ini adalah tindak balas antara asid asetik (asid lemah), CH3COOH dan larutan natrium
hidroksida, NaOH. Persamaan tindak balas adalah seperti berikut:
CH3COOH (ak) + NaOH (ak) CH3COONa (ak) + H2O (c)
Persamaan ini diringkaskan menjadi:
CH3COOH (ak) + OH- (ak) CH3COO- (ak) + H2O (c)
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 77
Ion asetat menjalani proses hidrolisis seperti di bawah:
CH3COO- (ak) + H2O(c) CH3COOH (ak) + OH- (ak)
Rajah 4.4: Keluk titratan bagi asid lemah bes kuat
Rajah 4.4 mewakili keluk titratan bagi 20.00 mL 0.15 M CH3COOH dititrat dengan dengan 0.25 M NaOH. Pada
takat setara, natrium asetat sahaja yang wujud, pH lebih besar daripada 7 disebabkan terdapat lebihan ion OH-
.Ini bermakna garam yang terbentuk lebih berbes kerana ion asetat, CH3COO− mengalami hidrolisis.
Di peringkat awal, titratan nilai pH lebih besar dari HCl dengan kepekatan yang sama kerana asid asetik ialah
asid lemah. pH yang meningkat secara perlahan-lahan pada awalnya didapati meningkat secara mendadak di
sekitar nilai takat setara iaitu antara pH 7 hingga 11.
Sekarang, mari kita cuba selesaikan masalah berkaitan titratan asid lemah dan bes kuat.
Contoh 4.2:
50.0 mL 0.200 M HClO ditirat dengan 0.100 M NaOH. Anda dikehendaki menghitung pH larutan yang
terhasil selepas penambahan 0.0, 10.0, 50.0 dan 100.0 mL NaOH.
Penyelesaian:
Secara umumnya tindak balas antara asid lemah dan bes kuat digambarkan seperti persamaan di bawah:
HA (ak) + OH- (ak) A- (ak) + H2O(c)
Ada 2 perkara yang perlu diberi perhatian dalam menghitung pH larutan selepas penambahan NaOH.
i. Stoikiometri: Tindak balas OH- dengan asid akan membentuk bes konjugat di samping terdapat
lebihan/baki larutan asid lemah.
Tip: Fenoftalein sesuai digunakan sebagai penunjuk dalam proses titratan ini bagi mendapatkan takat akhirnya. Kerana ia boleh berubah warna dalam julat pH bagi keluk yang paling curam. Penunjuk bromkresol hijau tidak sesuai digunakan kerana perubahan warna berlaku di luar keluk yang curam.
Info: pH pada takat setara adalah 9. Ini kerana hidrolisis garam daripada asid lemah-bes kuat berlaku.
Takat setara
Isipadu NaOH (mL)
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 78
ii. Keseimbangan: Kedudukan keseimbangan asid lemah perlu dikenalpasti bagi menghitung nilai pH.
Baiklah, mari kita mulakan dengan:
(a) 0 mL NaOH
HClO adalah asid lemah dan mengalami penceraian separa lengkap. Maka larutannya terdiri daripada ion:
H+, ClO-, HClO, H2O
Tanpa penambahan OH-, situasi ini hanya melibatkan keseimbangan asid lemah, maka jadual
keseimbangan asid lemah diperlukan bagi mendapatkan kepekatan H+ pada keseimbangan.
HClO(ak) H+(ak) + ClO-(ak)
awal (M)
bertindak
balas (M)
akhir (M) –
Gantikan nilai kepekatan pada keseimbangan ke dalam persamaan pemalar penceraian bes:
–
Nilai Ka tersangat kecil (3.0 x 10-8) disebabkan HClO adalah asid lemah maka tindak balas ke hadapan
terlalu sedikit dan nilai x tersangat kecil sehinggakan nilai –
maka atau
(b) 10.0 mL NaOH
Sebelum tindak balas: spesies yang wujud ialah HClO, H2O, Na+ dan OH-. Tindak balas akan berlaku antara
HClO dan OH- seperti di bawah:
Hasil tindak balas sifar kerana tindak balas belum berlaku
Untuk setiap mol HClO yang digunakan (tanda negatif) akan menghasilkan 1 mol H+ dan 1 mol ClO- (tanda +)
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 79
HClO(ak) + OH-(ak) ClO- (ak) + H2O(c)
mol (awal)
-
mol
(bertindak
balas
-
mol (akhir) -
Selepas tindak balas: spesies yang wujud ialah HClO, H2O, Na+ dan OH-. Daripada jadual di atas ke semua
OH- telah bertindakbalas dengan H+ . Justeru didapati wujud lebihan HClO dan ClO- maka keseimbangan
kimia dituliskan sebagai:
HClO (ak) H+ (ak) + ClO- (ak)
Keadaan ini menyerupai larutan penimbal kerana wujud asid lemah (HClO) serta bes konjugat (ClO-) yang
terhasil melalui tindak balas antara asid lemah dan bes kuat.
Kemudian tuliskan jadual keseimbangan asid lemah untuk menghitung kepekatan H+ pada keseimbangan
Kepekatan
(M)
HClO(ak) H+(ak) + ClO-(ak)
awal
bertindak
balas
akhir
Oleh itu
Maka,
Sejumlah 0.001 mol HClO bertindakbalas dengan NaOH dan meninggalkan baki 0.009 mol HClO serta menghasilkan 0.001 mol ClO-
Info Oleh kerana Ka << 1 atau Co/Ka > 100 maka kepekatan Co - x ≈ Co
(Rujuk Bab 3).
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 80
Perhatian!!!
Persamaan Henderson - Hesselbalch boleh digunakan untuk menghitung nilai pH pada mana-mana takat
titratan yang menunjukkan kehadiran asid lemah dan bes konjugat dalam suatu larutan-konsep penimbal
Contohnya dalam tindak balas 10.0 mL 0.100 M NaOH telah ditambahkan kepada 50.0 mL 0.200 M HClO.
Kita telah menghasilkan 0.001 mol ClO- dan ini bermakna terdapat lebihan 0.009 mol HClO.
(sama seperti menggunakan jadual keseimbangan)
(c) 50.0 mL NaOH
Sebelum tindak balas: spesies yang wujud ialah HClO, H2O, Na+ dan OH-. Tindak balas akan berlaku antara
HClO dan OH- seperti di bawah:
HClO(ak) + OH-(ak) ClO- (ak) + H2O(c)
mol (awal) 0
-
mol
(bertindak
balas
-
mol (akhir) -
Selepas tindak balas: spesies yang wujud ialah HClO, H2O, Na+ dan OH-. Daripada Jadual di atas kesemua
OH- telah bertindakbalas dengan H+. Justeru didapati wujud lebihan HClO dan ClO- maka keseimbangan
kimia dituliskan sebagai:
HClO (ak) H+ (ak) + ClO- (ak)
Keadaan ini dikenali sebagai halfway point di mana bes yang ditambah telah bertindakbalas dengan
separuh kuantiti asid.
Kemudian tuliskan jadual keseimbangan asid lemah untuk menghitung kepekatan H+ pada keseimbangan.
Jumlah isipadu 0.05 L + 0.01 L = 0.06 L
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 81
Kepekatan
(M)
HClO(ak) H+(ak) + ClO-(ak)
awal
bertindak
balas
akhir
Dalam kes ini, nilai
Pada halfway point, amaun bes yang ditambah adalah bersamaan dengan setengah amaun asid yang
wujud.
(d) 100.0 mL NaOH
Sebelum tindak balas: spesies yang wujud ialah HClO, H2O, Na+ dan OH-. Tindak balas antara HClO dan
OH- akan berlaku seperti di bawah. Ini menunjukkan takat setara tercapai di mana kedua-dua reaktan telah
habis bertindak balas dan garam terbentuk.
HClO(ak) + OH-(ak) ClO- (ak) + H2O(c)
mol (awal)
-
mol
(bertindak
balas
-
mol (akhir) -
Selepas tindak balas: spesies yang wujud ialah ClO- maka keseimbangan kimia dituliskan sebagai:
ClO- (ak) + H2O (c) HClO (ak) + OH- (ak)
Sejumlah 0.005 mol HClO telah bertindakbalas dengan NaOH dan meninggalkan baki 0.005 mol HClO serta menghasilkan 0.005 mol ClO-
Info Oleh kerana Ka << 1 atau Co/Ka > 100 maka kepekatan Co - x ≈ Co
(Rujuk unit 3).
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 82
Keadaan ini merupakan takat setara di mana sejumlah bes yang cukup telah ditambah untuk bertindakbalas
dengan asid. Oleh it, pH larutan ditentukan melalui bes konjugat (ClO-) daripada asid lemah.
Kemudian jadual keseimbangan diberikan seperti berikut
Kepekatan (M) ClO-(ak) + H2O(c) HClO(ak) + OH-(ak)
awal
bertindak
balas
keseimbangan
Oleh itu
maka,
–
Semua HClO telah bertindakbalas dengan NaOH menghasilkan 0.010 mol ClO-
Info:
Penentuan pH larutan boleh didapati berdasarkan konsep hidrolisis garam yang telah dibincang dalam unit 3.
Info: Oleh kerana 0.0667/Kb > 100, maka
0.0067 – x ≈ 0.0667
(Rujuk Bab 3).
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 83
4.3.3 Titratan Asid Kuat Bes Lemah
Bagi menjelaskan titratan jenis ini mari kita lihat tindak balas antara 25.0 ml 0.100 M HCl iaitu sejenis asid kuat
dan 0.100 M larutan ammonium hidroksida, NH4OH yang merupakan bes lemah. Tindak balas ini ditunjukkan
dalam persamaan di bawah:
HCl (ak) + NH4OH (ak) NH4Cl (ak) + H2O (c)
Persamaan ini diringkaskan menjadi:
H+ (ak) + NH4OH (ak) NH4+ (ak) + H2O (c)
Ion ammonium menjalani proses hidrolisis seperti di bawah:
NH4+ (ak) + H2O (c) NH3 (ak) + H3O+ (ak)
Rajah 4.5: Keluk titratan asid kuat – bes lemah
Keluk titratan dalam Rajah 4.5 adalah sama seperti dalam keluk titratan asid lemah dan bes kuat. Akan tetapi
takat setara kurang daripada 7 kerana garam NH4Cl yang terbentuk mengalami tindak balas dengan air
(hidrolisis). Semasa hidrolisis, ion ammonium NH4+ (asid konjugat bagi ammonia) bertindak balas dengan
molekul air dan menghasilkan ion hidroksonium, H3O+. Apabila menghampiri takat setara pH didapati bertambah
dengan pantas daripada 3 ke 7. Takat setara bagi titratan ini lebih berasid iaitu 5.3 mencadangkan metil oren
(julat pH dari 3.1 ke 4.4) merupakan penunjuk yang sesuai kerana ia berubah warna dalam julat pH 3 hingga 7.
Fenoltalein (julat pH dari 8.0 ke 9.8) tidak sesuai kerana ia hanya menunjukkan perubahan warna selepas takat
setara.
Sekarang, mari kita lihat penyelesaian tindak balas dalam contoh berikut:
Contoh 4.3
Kirakan pH bagi titratan 50.00 mL 0.200 M ammonia dengan 0.200 M asid hidroklorik; (Kb ammonia ialah
1.8 x 10-5).
a) Pada permulaan titratan
Takat setara
Isipadu alkali (cm3)
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 84
b) Selepas penambahan 50 ml asid hidroklorik
c) Pada takat setara
Penyelesaian:
a) Pada permulaan titratan, hanya terdapat larutan amonia (bes lemah) sahaja, maka pH boleh didapati
berdasarkan keseimbangan bes lemah dan jadual kepekatan di sebelah:
NH3 (ak) + H2O (c) NH4+ (ak) + OH- (ak)
Kepekatan awal amonia, NH3 ialah 0.200 M. Andaikan sebanyak x molar NH3 tercerai kepada ion NH4+ dan
OH-. Maka dengan menggunakan jadual berikut kita dapati kepekatan pada keseimbangan adalah:
Kepekatan (M) NH3(ak) + H2O(c) NH4+ (ak) + OH-(ak)
awal
bertindak
balas
keseimbangan
Gantikan nilai kepekatan pada keseimbangan ke dalam persamaan pemalar penceraian bes
–
1
Maka;
b) Selepas penambahan 50 ml asid hidroklorik
Perhatian! Anda boleh menggunakan kaedah pengiraan yang sama seperti yang ditunjukkan di
mukasurat 13 untuk menyelesaikan masalah ini. Di bawah ini disertakan penyelesaian dengan cara
kerja yang sedikit berlainan.
Penambahan 20.00 ml HCl akan meneutralkan sebahagian ammonia. Penambahan HCl juga akan
mengubah isipadu akhir larutan (proses pencairan) dan ianya perlu diambilkira dalam pengiraan. Dalam
Info: Oleh kerana 0.200/Kb > 100, maka
0.200 – x ≈ 0.200
(Rujuk Bab 3).
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 85
menyelesaikan masalah ini, langkah pertama yang anda perlu lakukan ialah mengira kemolaran HCl dan
ammonia dalam campuran sebelum tindak balas berlaku.
Jumlah isipadu campuran HCl dan ammonia ialah 20.00 ml + 50.00 ml = 70.00 ml
kemolaran HCl dan ammonia dalam campuran diberikan oleh perkaitan berikut:
MiVi MfVf i – sebelum dicampur
f – selepas dicampur
Langkah seterusnya, anda perlu mengetahui kepekatan setiap komponen selepas tindak balas berlaku
antara HCl dan NH3 (proses peneutralan). Jika diperhatikan kepekatan HCl adalah kurang berbanding NH3
dan ini bermakna HCl merupakan reagen penghad dan akan habis digunakan semasa tindak balas.
Tuliskan persamaan tindak balas peneutralan dan tuliskan kepekatan awal (iaitu selepas pencairan).
Anggap tindak balas lengkap dan kira kemolaran selepas tindak balas berdasarkan jadual di bawah.
Kepekatan
(M)
H+(ak) + NH3(ak) NH4+(ak)
awal
bertindak
balas
akhir
Larutan yang terhasil mengandungi 0.086 M ammonia dan 0.0571 M ion ammonium (ion sepunya). Oleh itu
anda boleh mengira pH berdasarkan keseimbangan bes lemah daripada jadual kepekatan di bawah:
Kepekatan
(M)
NH3(ak) NH4+ (ak) + OH-
(ak)
awal
bertindak
balas
akhir –
Gantikan nilai kepekatan pada keseimbangan ke dalam persamaan pemalar penceraian bes
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 86
–
Maka,
Perhatikan pH menurun dengan penambahan HCl. Jika pH meningkat maka menunjukkan terdapat
kesilapan dan pH sepatutnya berada di atas 7 kerana ammonia belum dineutralkan sepenuhnya.
c) Pada takat setara
Pada takat setara ammonia telah dineutralkan dengan lengkap. Oleh itu anda hendaklah mengira isipadu
HCl yang diperlukan untuk meneutralkan sepenuhnya 50.00 ml 0.200 M ammonia.
Anda boleh menggunakan perkaitan di bawah untuk mengira isipadu HCl memandangkan nisbah tindak
balas HCl dan ammonia ialah 1:1
MHCl VHCl MNH3 VNH3 (ingat: mol M x V)
Pada takat setara, jumlah isipadu larutan adalah 50.00 ml + 50.00 ml. Sekarang anda boleh mengira
kemolaran HCl dan NH3 selepas dicampurkan sama seperti di bahagian b) di atas. Walau bagaimanapun
jika diperhatikan isipadu akhir larutan adalah dua kali isipadu larutan asal. Ini bermakna kemolaran selepas
pencairan adalah setengah daripada kemolaran asal.
Seterusnya anda perlu mengira kepekatan ion ammonium yang terbentuk pada takat takat setara iaitu
apabila semua ammonia telah dineutralkan.
Kepekatan (M) H+(ak) + NH3(ak) NH4+(ak)
awal
bertindak balas
akhir
Info: Oleh kerana 0.086/Kb >
100, maka 0.086 – x ≈
0.086
(Rujuk Unit 3).
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 87
Pada ketika ini larutan hanya mengandungi ion ammonium (asid lemah). Garam dari asid konjugat akan
mengalami hidrolisis berdasarkan persamaan keseimbangan di bawah. Keseimbangan baharu ini
berperanan dalam menentukan pH larutan iaitu
Kepekatan
(M)
NH4+(ak) + H2O(c) NH3(ak) + H3O+(ak)
awal
bertindak
balas
akhir –
Nilai x boleh ditentukan daripada Ka ion ammonium dengan anggapan x << 0.100. Ka didapati melalui
perkaitan berikut:
Dalam kes ini Ka adalah sama dengan Kh di mana
Kh [H3O+][NH3] Ka Kw 1.0 x 10-14 5.6 x 10-10
[NH4+] Kb(NH3) 1.8 x 10-5
Maka,
Perhatikan pH pada takat setara bagi titratan asid kuat bes lemah berada dalam julat berasid.
4.3.4 Titratan asid lemah dengan bes lemah
Tindak balas yang biasa berlaku adalah antara asid etanoik, CH3COOH dan larutan ammonia, NH3 seperti yang
diberikan oleh persamaan di bawah
CH3COOH (ak) + NH3 (ak) CH3COONH4 (ak)
Oleh kerana kedua-dua asid dan bes masing-masingnya mempunyai nilai Ka dan Kb yang sama (1.8 x 10-5)
maka pH pada takat setara adalah lebih kurang 7.
Info:
Oleh kerana 0.100/Ka > 100, maka 0.100 – x ≈ 0.100
(Rujuk Unit 3).
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 88
Rajah 4.6: Keluk titratan asid lemah dengan bes lemah
Corak keluk titratan pada Rajah 4.6 mendapati tiada keluk curam (tiada kenaikan mendadak dalam nilai pH)
pada takat setara. Keluk menunjukkan pH meningkat secara konsisten dengan pertambahan asid. Ini
menyebabkan tindak balas antara asid lemah dan bes lemah sukar dilakukan kerana tiada penunjuk yang sesuai
dapat digunakan dalam tindak balas jenis ini.
Keluk titratan bagi keempat-empat jenis titratan di atas diperolehi dengan menambahkan alkali (titran) ke dalam
asid (analit). Justeru dalam Rajah 4.7 disertakan ringkasan dan corak keluk titratan bagi keempat-empat titratan
yang melibatkan penambahan asid kepada alkali agar pelajar mendapat gambaran yang berbeza dan lebih
memahami konsep titratan asid bes.
Rajah 4.7: Ringkasan keluk titratan asid kepada bes
Tiada keluk curam
Asid lemah – Bes Kuat Asid lemah – Bes lemah
Asid kuat – Bes Kuat Asid kuat – Bes lemah
Isipadu asid Isipadu asid
Isipadu asid Isipadu asid
pH
Isipadu NH3 /cm3
0.47
25
T i n d a k b a l a s A s i d - B e s | 89
Latihan
4.1. Lakarkan set radas untuk titratan 25 ml 0.10 M asid nikotinik dengan 0.10 M natrium hidroksida dan
hitungkan pH larutan pada takat setara (Ka asid nikotinik ialah 1.4 x 10-5).
4.2. Lakarkan keluk titratan apabila 35.0 ml 0.20 M larutan ammonia dititratkan dengan 0.12 M asid
hidroklorik. (Kb ammonia ialah 1.8 x 10-5).
4.3. Jelaskan mengapa pH takat setara bagi titratan antara asid hidroklorik dan larutan ammonia adalah 5
dan bukan 7.
4.4 Seorang pelajar telah menjalankan titratan antara 50.0 mL 0.1 M CH3COOH dan 0.1 M NaOH. Anda
diminta untuk membantu beliau untuk menghitung pH a) sebelum titratan b) separuh takat setara c)
takat setara dan d) selepas takat setara dengan penambahan 60 mL NaOH. Diberi Ka CH3COOH 1.8 x
10-5
Jawapan
4.1 Jawapan seperti di muka surat 2.
4.2 pH takat setara 8.78
4.3. Pada takat setara , larutan mengandungi ammonium klorida akueus.
HCl(ak) + NH3(ak) NH4+(ak) + Cl-(ak)
Ion ammonium menjalani hidrolisis kationik.
NH4+(ak) + H2O(c) NH3(ak) + H3O+(ak)
Ion hidroksonium terbentuk, H3O+ maka larutan bersifat asid (pH<7)
4.4 2.87, 4.74, 8.72 dan 11.95
Rujukan
Clark, J. (2000). Calculations in AS/A Level Chemistry Edinburgh: Pearson Education Limited
Ebbing, D. D. & Gammon, S. D. (1999). General Chemistry 6th Edition. Boston: Houghton Mifflin Company
Hill, J. C. (2000). Chemistry the Central Science. New Jersey: Prentice Hall, Inc.
Loh Yew Lee & N. Sivaneson (2011). Pre-U STPM & Matriculation Physical Chemistry. Bangi: Penebitan Pelangi
Sdn Bhd.