Hilya Nadhira Iman/13019054
TK2205 Biomolekul dalam Sistem Sel
Tugas 1 Kurva Titrasi Asam Fosfat
Asam fosfat merupakan asam triprotik yang memiliki tiga nilai Ka untuk masing-masing reaksi
deprotonasi bertahap seperti berikut:
H3PO4 + H2O ⇌ H3O+ + H2PO4−
H2PO4−+ H2O ⇌ H3O+ + HPO42−
HPO42−+ H2O ⇌ H3O+ + PO43−
Ka1= 7.25×10−3 [pKa1 = 2.14]
Ka2= 6.31×10−8 [pKa2 = 7.20]
Ka3= 3.98×10−13 [pKa3 = 12.37]
Oleh karena itu, asam fosfat memiliki tiga kemungkinan sistem penyangga (buffer) pada
jangkauan pH yang berbeda, sesuai dengan spesi yang terlibat pada kesetimbangan buffer-nya.
Gambar 1. Fraksi relatif spesi asam fosfat terhadap pH. (sumber: http://ion.chem.usu.edu)
Perhitungan
Pada pH di sekitar pKa1, spesi yang terlibat dalam kesetimbangan adalah H3PO4 dan H2PO4−.
Bila NaOH ditambahkan kepada larutan yang mengandung asam fosfat, OH− akan bereaksi
dengan H3PO4 membentuk H2PO4− dan H2O. Untuk memudahkan perhitugan, larutan yang
digunakan dimisalkan sebagai H3PO4 2M dengan volume 1 L.
H3PO4
awal
2 mol
reaksi -x mol
akhir 2-x mol
+
NaOH
x mol
-x mol
→
H2O + H2PO4−
+ x mol
x mol
Karena larutan tersebut telah menjadi larutan buffer H3PO4/H2PO4−, pH larutan dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan Henderson-Hasselbach:
Cara yang serupa digunakan untuk menghitung pH dari buffer H2PO4− /HPO42− dan HPO42−
/PO43−, tetapi terdapat perbedaan dalam cara menghitung basa konjugat dari spesi asam. Untuk
buffer H2PO4− /HPO42− misalnya, jumlah HPO42− yang terbentuk tidak sama dengan jumlah
NaOH yang ditambahkan melainkan harus dikurangi 2 mol terlebih dahulu, karena 2 mol
NaOH sebelumnya telah bereaksi untuk mendeprotonasi seluruh spesi H3PO4. Jumlah H2PO4−
yang tersisa yaitu jumlah awal (2 mol, hasil deprotonasi seluruh spesi H3PO4) dikurangi jumlah
H2PO4− yang terbentuk. Begitu pun dengan kasus buffer HPO42− /PO43− di mana sebelumnya 4
mol NaOH sudah digunakan untuk deprotonasi H3PO4 dan H2PO4−.
H2PO4− + NaOH →
awal
2 mol
x-2 mol
reaksi -(x-2) mol
-(x-2) mol
akhir 4-x mol
H2O + HPO42−
HPO42− +
awal
2 mol
reaksi -(x-4) mol
akhir 6-x mol
H2O + PO43−
NaOH →
x-4 mol
-(x-4) mol
Tabel 1. Hasil perhitungan pH buffer H3PO4/H2PO4−
NaOH
(mol)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
[H3PO4]
(M)
2
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
[H2PO4−]
(M)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
pH
0.861
1.186
1.387
1.538
1.663
1.772
1.871
1.964
2.053
2.140
2.227
2.316
2.409
2.508
2.617
2.742
2.893
3.094
3.419
+ x-2 mol
x-2 mol
+ x-4 mol
x-4 mol
Tabel 2. Hasil perhitungan pH buffer H2PO4−
/HPO42−
NaOH [H2PO4−] [HPO42−]
(mol)
(M)
(M)
pH
2
2
0
2.1
1.9
0.1
5.921
2.2
1.8
0.2
6.246
2.3
1.7
0.3
6.447
2.4
1.6
0.4
6.598
2.5
1.5
0.5
6.723
2.6
1.4
0.6
6.832
2.7
1.3
0.7
6.931
2.8
1.2
0.8
7.024
2.9
1.1
0.9
7.113
3
1
1
7.200
3.1
0.9
1.1
7.287
3.2
0.8
1.2
7.376
3.3
0.7
1.3
7.469
3.4
0.6
1.4
7.568
3.5
0.5
1.5
7.677
3.6
0.4
1.6
7.802
3.7
0.3
1.7
7.953
3.8
0.2
1.8
8.154
3.9
0.1
1.9
8.479
4
0
2
Tabel 3. Hasil perhitungan pH buffer HPO42− /PO43−
[HPO42−]
[PO43−]
NaOH
(mol)
(M)
(M)
pH
4
2
0
4.1
1.9
0.1
11.09
4.2
1.8
0.2
11.42
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
6
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
11.62
11.77
11.89
12.00
12.10
12.19
12.28
12.37
12.46
12.55
12.64
12.74
12.85
12.97
13.12
13.32
13.65
Kurva titrasi
Kurva titrasi yang dilukiskan dari hasil perhitungan adalah sebagai berikut.
Kurva Titrasi Asam Fosfat
16
14
12
pH
10
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
mol NaOH yang ditambahkan
5
6
7