LABORATURIUM INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014

PRAKTIKUM INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN

MODUL : PENGKURAN KONSENTRASI ION HIDROGEN

PEMBIMBING : Drs. Budi Santoso, Apt, MT

Oleh :

Kelompok : VII

Nama : 1. Tia Anggraeni , 131431026

2. Yushi Nuzzila , 131431027

3. Zalfa Rifdah Thufailah , 131431028

Kelas : 1A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III ANALIS KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Praktikum :19 Mei 2014

Penyerahan :26 Mei 2014

I. TUJUAN PERCOBAAN

1. Menentukan linieritas dan histerisis dari pH meter 2. Menghitung standar deviasi dari pH meter 3. Menghitung ketepatan dan ketelitian pH meter yang digunakan4. Menentukan waktu pembacaan pH yang tepat

II. LANDASAN TEORI

pH adalah angka yang menunjukan derajat keasaman atau kebasaan dari suatu larutan.

Pengukuran pH dapat dilakukan beberapa cara antara lain menggunakan kertas, zat warna

dan yang saat ini umum digunakan adalah pH meter. pH meter adalah alat pengukur pH

dengan ketelitian yang sangat tinggi. pH meter ini terdiri dari alat ukur dan sensornya yakni

elektroda gelas. Sensor berfungsi mendeteksi jumlah konsentrasi ion hydrogen, yang

kemudian dinyatakan dalam bentuk beda potensial sedangkan pH meter mengubahnya dalam

satuan pH. Untuk mengetahui benar tidaknya pengukuran pH, kita perlu mengetahui

ketelitian dan ketepatan alat ukur serta sensor dari pH. Saat ini pengukuran pH tidak lagi

menggunakan zat warna atau kertas, tetapi sudah menggunakan elektroda yakni elektroda

gelas yang menghasilkan potensial berkaitan dengan konsentrasi ion hydrogen. Hubungan

tersebut dinyatakan dalam rumus sebagai berikut:

E = Ea + 0,000198 T (pH –pHr)

Dimana :

pHr = pH larutan yang terdapat didalam elektroda

E = potensial dari elektroda gelas tersebut

Ea = potensial asimetris (potensial pada kedua permukaan gelas luar dan dalam)

pH = pH larutan uji/sampel

T = Suhu larutan uji/sampel dalam satuan Kelvin

Dari rumus tersebut diketahui bahwa pengukuran dibawah2,0 atau diatas 12,0 menghasilkan

penyimpangan pengukuran pH sebesar + 0,01 satuan pH suhu larutan diketahui + 2,0oC.

Besarnya kesalahan instrumen berpengaruh terhadap penentuan konsentrasi ion

hydrogen dalam hal ini sebagai pH. Kesalahan ini harus kurang dari 1%. Elektroda yang baik

akan menghasilkan lebih kurang 60 mV untuk setiap perubahan 1 (satu) satuan pH. Jadi

potensial (tegangan) elektroda sebesar + 300 mV akan menyebabkan akan menyebabkan alat

ukur membaca sebagai pH = 2,0 , karena pada pH = 7, potensial yang terukur adalah 0 volt.

III. ALAT DAN BAHAN

No Alat Bahan Banyaknya1. pH meter 1 buah2. Gelas kimia 50 mL 6 buah3. Botol semprot 1 buah4. Termometer Gelas 1 buah5. Kertas Tissue 1 buah6. Gelas kimia 100 mL 2 buah7. Alat ukur pHep-tester 1 buah8. Pipet ukur 25 mL 1 buah9. CH3COOH 0,1 N 80 mL

10 NaOH 0,1 N 65 mL

11 Buffer pH 4 30 mL

12 Buffer pH 7 30 mL

IV. PROSEDUR KERJA

a. Kalibrasi pH meter

b. Pengukuran pH

Mengukur suhu larutan yang akan diukur / suhu ruang

Bilas dan keringkan elektroda

Tidak Perlu dilakukan kalibrasi.

Mengambil 80 mL CH3COOH 0,1N dan 65 mL NaOH 0,1N letakkan ke dalam beaker gelas 100 mL

Menambahkan aquadest 10 mL untuk larutan CH3COOH 0,1N , dan 25 untuk Larutan NaOH 0,1N

Membuat campuran dengan total volume 30 mL dari larutan awal dengan perbandingan konsentrasi antara CH3COOH dan NaOH sebesar 30:0,24:6,18:12,12:18,6:24,0:30 ke dalam gelas kimia 50 mL.

Mengukur pH dari pH terendah hingga tertinggi (waktu pengamatan 15 s) dan dari pH tertinggi hingga terendah (waktu pengamatan 15 s)

Mengukur larutan buffer pH 4 dan buffer pH 7, ulangi pengukuran pH naik, turun dan larutan buffer sebanyak 3 kali.

Mengukur pH dari pH tertinggi hingga terendah (waktu pengamatan 15 s) dan dari pH terendah hingga tertinggi (waktu pengamatan 15 s)

Mengukur larutan buffer pH 4 dan buffer pH 7, ulangi pengukuran pH turun, naik dan larutan buffer sebanyak 3 kali.

Cuci dan bilas semua peralatan gelas dan keringkan. Bersihkan meja kerja dari sisa cairan yang tumpah.

V. DATA PENGAMATAN

Pengukuran pH naik

Pengukuran pH turun

pH Terukur t=15 s t=30NaO

HCH3COO

H1 2 3 1 2 3

30 0 12,20

12,23

12,37

12,32

12,30

12,39

24 6 12,14

12,09

12,14

12,19

12,16

12,19

18 12 11,39

11,77

11,76

11,80

11,80

11,77

12 18 5,32 5,34 5,36 5,31 5,32 5,336 24 4,52 4,54 4,55 4,52 4,54 4,540 30 3,50 3,51 3,57 3,48 3,49 3,54

Buffer 4 4,32 4,34 4,34 4,32 4,34 4,34Buffer 7 7,37 7,46 7,53 7,36 7,45 7,49

pH Terukur t=15 s t=30NaOH CH3COO

H1 2 3 1 2 3

0 30 3,46 3,43 3,48 3,43 3,43 3,416 24 4,47 4,48 4,54 4,49 4,49 4,5512 18 5,14 5,21 5,26 5,20 5,31 5,3018 12 11,77 11,69 11,74 11,8

611,80 11,80

24 6 12,17 12,04 12,09 12,23

12,13 12,16

30 0 12,29 12,18 12,11 12,36

12,29 12,25

Buffer 4 4,32 4,46 4,30 4,33 4,38 4,31Buffer 7 7,43 7,50 7,41 7,42 7,48 7,40

VI. PENGOLAHAN DATA

6.1 GrafikpH terukur dan pH sebenarnyaBerikut merupakan grafik antara pH terukur dan pH sebenarnya pada

pengukuran naik dan turun.

Grafik 1.Grafik Pengukuran Naik dan Turun Pada 15s/pengukuran pH

2 4 6 8 10 12 140

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 0.874771869817046 x + 1.22932125430522R² = 0.97028815545905

Grafik pH terukur terhadap pH Sebenarnya dengan waktu pengukuran 15 sekon/pengukuran

pH TerukurLinear (pH Terukur)

pH Sebenarnya

pH T

eruk

ur

Grafik 1.Grafik Pengukuran Naik dan Turun Pada 30s/pengukuran pH

2 4 6 8 10 12 140

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 0.896300389189973 x + 1.08001976281601R² = 0.975262557261867

Grafik pH terukur terhadap pH Sebenarnya dengan waktu pengukuran 30 sekon/pengukuran

pH TerukurLinear (pH Terukur)

pH Sebenarnya

pH T

eruk

ur

6.2 Perhitungan pH secara teoritisMenghitung Konsentrasi NaOH 0,1N dan CH3COOH 0,1N akibat penambahan aquadest.Menghitung Konsentrasi CH3COOHNawal x Vawal = Nakhir x Vakhir

Nakhir = N awal xV awal

V akhir

Nakhir =0,1N x70 mL

100mLNakhir = 0,0700 N

Menghitung Konsentrasi NaOHNawal x Vawal = Nakhir x Vakhir

Nakhir= N awal xV awal

V akhir

Nakhir=

0,1N x70 mL110mL

Nakhir= 0,0636 N

Menghitung pH campuran dua larutan antara NaOH : CH3COOH :

N(NaOH)=M(NaOH), N(CH3COOH)=M(CH3COOH) === karena valensi NaOH dan CH3COOH adalah 1.

Ka untuk CH3COOH = 1,8 x 10-5.

Menghitung pH campuran NaOH : CH3COOH (0:30)

NaOH CH3COOH 0 306 2412 1818 1224 630 0

Karena volume NaOH = 0, maka :H+ = √Kax MolaritasH+ = √ (1,8 x10−5 x 0,0700)H+ = 1,1225 x 10−3

pH = -log[H+]pH = 2,9498

Menghitung pH campuran NaOH : CH3COOH (30:0)Karena volume CH3COOH = 0, maka :OH- = Molaritas NaOHpOH = -log[Molaritas NaOH]pOH = 1,1965pH = 14 – 1,1965pH = 12,8035

Menghitung pH campuran NaOH : CH3COOH (6:24)Mol CH3COOH = Molaritas x VolumeMol CH3COOH = 0,0700 M x 24 mLMol CH3COOH = 1,6800 mmol

Mol NaOH = Molaritas x VolumeMol NaOH = 0,0636 M x 6 mLMol NaOH = 0,3816 mmol

CH3COOH NaOH CH3COONa H2OMula2 1,6800 mmol 0,3816 mmol - -Terurai 0,3816 mmol 0,3816 mmol 0,3816 mmol 0,3816 mmol

Setimbang 1,2984 mmol - 0,3816 mmol 0,3816 mmol

Karena yang tersisa CH3COOH, maka menghitung pH larutan dari sisa konsentrasi CH3COOH :

M CH3COOH = molCH 3COOHVolume larutan

M CH3COOH = 1,2984mmol

30mL

M CH3COOH = 0,0433 M

H+ = √Kax MolaritasH+ = √ (1,8 x10−5 x 0 ,0433)pH = -log[H+]pH = 3,0541

Komposisi campuran pH

NaOH (mL) CH3COOH (mL) 0 30 2,94986 24 3,054112 18 3,262318 12 12,004324 6 12,567030 0 12,8035

6.3 Pengolahan DataPerhitungan pada campuran CH3COOH : NaOH (30:0) untuk pengukuran naik

dan turun Standar Deviasi

Rata-Rata:

ȳ=3,46+3,43+3,48+4,50+3,50+3,485

= 3,49

Y ȳ y-ȳ (y-ȳ)2

3,54 3,49 -0,05 0,00253,44 3,49 0,05 0,00253,45 3,49 0,04 0,00163,53 3,49 -0,04 0,00163,50 3,49 -0,01 0,00013,48 3,49 0,01 0,0001

∑ ( y− ȳ )2 0,0014

Standar Deviasi

Sy=√∑ ( y− ȳ )2N−1

= √ 0,00145

= 0,0167

Ketelitian

ketelitian=±syy

ketelitian=0,01673,49

= ±0,004785

Nilai Ketidakpastian (∆ y ¿

∆ y= Sy

√Nt

Dimana t pada tingkat kepercayaan 95% = 2,57

Dan N adalah jumlah data yaitu 10

∆ y=0,004785

√52,57

∆ y=0,00549

Ketidakpastian sebenarnya (∆ x ¿

∆ x= ∆ ym

Dimana m adalah slope yaitu 0,8748

∆ x=0,005490,8748

=0,00628

Hasil Pengukuran Sebenarnya (x )

x= y−nm

Dimana n adalah intersep yaitu 1,2293

x=3,54−1,22930,8748

=2,64

Maka nilai pengukuran sebenarnya adalah x± ∆x=2,64±0,00628

Penyimpangan (%)

% penyimpangan=PH hasil pengukuran−pH sebenarnyapH sebenarnya

×100 %

Pada waktu t = 15

% penyimpangan=3,54−2,8962,896

×100 %

% penyimpangan=19,12 %

Pada waktu t = 30 s

% penyimpangan=3,36−2,8962,896

×100 %

% penyimpangan=16,02 %

Histerisis

Menghitung Histerisis pada saat 15 s/pengukuran pH komposisi CH3COOH :

NaOH (30:0) pengukuran pertama.

Histerisis = |Nilai terukur pada pengukuran naik – Nilai Terukur pada pengukuran

turun|

Histerisis = 3,54-3,53Histerisis = 0,01

6.4 TabelPerhitungan

Tabel 1.Tabel Rata-Rata, StandarDeviasi, danKetelitian

Pada saat 15 s/pengukuran pH

Pada saat 30 s/pengukuran pH

pH Sebenarnya ȳ Sy Ketelitian2,896 3,49 0,706096 0,202322,996 4,397 0,792555 0,1802494,82 5,1 0,853564 0,16736510,12 11,405 1,276435 0,11191912,6 11,9 1,30384 0,10956612,86 11,94 1,30603 0,109383

4 4,29 0,782852 0,1824837 7,43 1,030257 0,138662

pH Sebenarnya ȳ Sy Ketelitian2,896 3,36 0,69282 0,2061972,996 4,376 0,79066 0,1806814,82 5,07 0,85105 0,1678610,12 11,35 1,273353 0,1121912,6 12,04 1,311488 0,10892812,86 12,16 1,318007 0,108389

4 4,275 0,781482 0,1828037 7,36 1,025392 0,13932

Tabel2.Histerisis

Komponen Histerisis pada t=15 s Histerisis pada t=30NaO

HCH3COOH 1 2 3 1 2 3

0 30 0,01 0,06 0,03 0,08 0,14 0,106 24 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,0212 18 0,04 0 0,02 0,03 0,02 0,0318 12 0,29 0,03 0,03 0,01 0 0,0224 6 0,06 0,23 0,11 0,06 0,02 0,0430 0 0,15 0,08 0 0,09 0,04 0

Buffer 4 0,05 0,05 0,09 0,03 0,06 0Buffer 7 0,15 0,01 0,09 0,02 0,04 0,02

Tabel3.TabelKetidakpastiandanPengukuranSebenarnya

Pada saat 15s/pengukuran pH

pH terukur

Hasil Pengukuran Sebenarnya (x)

Ketidakpastian (Δy)

Pengukuran Sebenarnya (x ± Δx)

Ketidakpastian Sebenarnya (Δx)

Persen Penyimpangan (%)

3,54 2,6414037 0,7053782 0,5738048 22,237569

3,44 2,5270919 0,7053782 0,5738048 18,78453

3,45 2,5385231 0,7053782 0,5738048 19,129834

3,53 2,6299726 0,7053782 0,5738048 21,8922653,5 2,595679 0,7053782 0,5738048 20,856354

3,48 2,5728166 0,7053782 0,5738048 20,165746

4,42 3,647348 0,7917491 0,644065 47,53004

4,4 3,6244856 0,7917491 0,644065 46,862483

4,38 3,6016232 0,7917491 0,644065 46,194927

4,41 3,6359168 0,7917491 0,644065 47,196262

4,38 3,6016232 0,7917491 0,644065 46,194927

4,39 3,6130544 0,7917491 0,644065 46,528705

5,08 4,4018061 0,8526964 0,6936438 5,3941909

5,1 4,4246685 0,8526964 0,6936438 5,8091286

5,09 4,4132373 0,8526964 0,6936438 5,6016598

5,12 4,4475309 0,8526964 0,6936438 6,2240664

5,1 4,4246685 0,8526964 0,6936438 5,8091286

5,11 4,4360997 0,8526964 0,6936438 6,0165975

11,21 11,409122 1,2751374 1,0372874 10,770751

11,45 11,683471 1,2751374 1,0372874 13,142292

11,44 11,672039 1,2751374 1,0372874 13,043478

11,5 11,740626 1,2751374 1,0372874 13,636364

11,42 11,649177 1,2751374 1,0372874 12,84585

11,41 11,637746 1,2751374 1,0372874 12,74703611,93 12,232167 1,3025152 1,0595585 -5,317460311,82 12,106424 1,3025152 1,0595585 -6,190476211,81 12,094993 1,3025152 1,0595585 -6,269841311,87 12,16358 1,3025152 1,0595585 -5,793650812,05 12,369342 1,3025152 1,0595585 -4,365079411,92 12,220736 1,3025152 1,0595585 -5,396825411,9 12,197874 1,3047025 1,0613377 -7,4650078

11,87 12,16358 1,3047025 1,0613377 -7,698289311,93 12,232167 1,3047025 1,0613377 -7,231726312,05 12,369342 1,3047025 1,0613377 -6,298600311,95 12,25503 1,3047025 1,0613377 -7,076205311,93 12,232167 1,3047025 1,0613377 -7,23172634,29 3,4987426 0,7820562 0,6361801 7,254,3 3,5101738 0,7820562 0,6361801 7,5

4,36 3,5787609 0,7820562 0,6361801 94,24 3,4415866 0,7820562 0,6361801 64,25 3,4530178 0,7820562 0,6361801 6,254,27 3,4758802 0,7820562 0,6361801 6,757,51 7,1795839 1,0292094 0,8372321 7,2857143

7,46 7,122428 1,0292094 0,8372321 6,5714286

7,45 7,1109968 1,0292094 0,8372321 6,4285714

7,36 7,0081161 1,0292094 0,8372321 5,1428571

7,45 7,1109968 1,0292094 0,8372321 6,42857147,36 7,0081161 1,0292094 0,8372321 5,1428571

Pada saat 30s/pengukuran pHpH terukur Hasil Ketidakpastia Pengukuran Ketidakpastia Persen

Pengukuran Sebenarnya (x) n (Δy)

Sebenarnya (x ± Δx)

n Sebenarnya (Δx)

Penyimpangan (%)

3,31 2,4880062 0,6921161 0,7721925 14,29558

3,27 2,4433783 0,6921161 0,7721925 12,914365

3,34 2,5214772 0,6921161 0,7721925 15,331492

3,39 2,5772621 0,6921161 0,7721925 17,0580113,41 2,599576 0,6921161 0,7721925 17,748619

3,44 2,633047 0,6921161 0,7721925 18,78453

4,37 3,670646 0,7898561 0,8812408 45,861148

4,37 3,670646 0,7898561 0,8812408 45,861148

4,38 3,681803 0,7898561 0,8812408 46,194927

4,36 3,659489 0,7898561 0,8812408 45,52737

4,36 3,659489 0,7898561 0,8812408 45,52737

4,36 3,659489 0,7898561 0,8812408 45,52737

5,08 4,4627915 0,8501847 0,9485493 5,3941909

5,08 4,4627915 0,8501847 0,9485493 5,3941909

5,09 4,4739485 0,8501847 0,9485493 5,6016598

5,05 4,4293205 0,8501847 0,9485493 4,7717842

5,06 4,4404775 0,8501847 0,9485493 4,9792531

5,06 4,4404775 0,8501847 0,9485493 4,9792531

11,43 11,547473 1,272059 1,4192335 12,944664

11,38 11,491688 1,272059 1,4192335 12,450593

11,25 11,346647 1,272059 1,4192335 11,166008

11,42 11,536316 1,272059 1,4192335 12,84585

11,38 11,491688 1,272059 1,4192335 12,450593

11,23 11,324333 1,272059 1,4192335 10,96837912,01 12,194578 1,3101547 1,4617368 -4,682539712,04 12,228049 1,3101547 1,4617368 -4,4444444

12 12,183421 1,3101547 1,4617368 -4,761904812,07 12,26152 1,3101547 1,4617368 -4,206349212,06 12,250363 1,3101547 1,4617368 -4,285714312,04 12,228049 1,3101547 1,4617368 -4,444444412,2 12,40656 1,3166675 1,4690031 -5,1321928

12,18 12,384246 1,3166675 1,4690031 -5,287713812,17 12,373089 1,3166675 1,4690031 -5,365474312,11 12,306147 1,3166675 1,4690031 -5,832037312,14 12,339618 1,3166675 1,4690031 -5,598755812,17 12,373089 1,3166675 1,4690031 -5,36547434,29 3,5813902 0,7806878 0,8710117 7,254,31 3,6037041 0,7806878 0,8710117 7,754,27 3,5590762 0,7806878 0,8710117 6,75

4,26 3,5479192 0,7806878 0,8710117 6,54,25 3,5367622 0,7806878 0,8710117 6,254,27 3,5590762 0,7806878 0,8710117 6,757,36 7,0065826 1,0243497 1,1428647 5,14285717,32 6,9619547 1,0243497 1,1428647 4,57142867,36 7,0065826 1,0243497 1,1428647 5,14285717,38 7,0288966 1,0243497 1,1428647 5,42857147,36 7,0065826 1,0243497 1,1428647 5,14285717,38 7,0288966 1,0243497 1,1428647 5,4285714

VII. PEMBAHASANSadur :

VIII. KESIMPULAN DAN SARAN7.1. Kesimpulan

a. KetelitiandanKetepatanalat ukur pH

Besaran NilaiKetelitian

SatuanTeknik (oC)

0,206197

 Ketepatan SatuanTeknik

(oC)1,4690031

Nama alat : pHep-TesterJenispHmeter: HI 98121 ORP/pHSkalaMaksimum:14Skala Minimum:0

IX. DAFTAR PUSTAKA