Cara Menghindari Kesalahan Titrasi di Laboratorium Anda

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa hasil titrasi Anda tidak dapat direproduksi? Posting blog ini membahas kesalahan acak dan sistematis yang paling umum terjadi selama titrasi. Artikel ini bertujuan sebagai panduan untuk membantu mengidentifikasi dan meminimalkan sumber-sumber kesalahan tersebut dalam eksperimen titrasi.

Pendahuluan

Titrasi, sebuah teknik umum untuk menganalisis kandungan suatu zat, ditemukan sejak abad ke-18. Secara singkat, titrasi dilakukan secara manual dengan menggunakan buret kaca (yang diisi dengan titran) dan gelas beaker atau labu Erlenmeyer yang berisi sampel.

Sumber utama kesalahan selama titrasi manual adalah kesalahan paralaks, persepsi visual, dan pemilihan ukuran buret. Di zaman modern, kesalahan-kesalahan ini sering diatasi dengan beralih dari titrasi manual ke autotitrasi. Namun, masih ada beberapa norma dan standar yang mengharuskan penggunaan titrasi manual.

Sumber-sumber kesalahan dalam titrasi

Apa yang dibutuhkan untuk melakukan titrasi? Untuk titrasi manual, hanya diperlukan buret, gelas beaker atau labu Erlenmeyer, dan indikator. Sumber kesalahan utama biasanya berasal dari ketelitian buret, indikator, dan titran. Kesalahan-kesalahan individual ini dapat bertambah hingga sekitar ±0,2 mL, yang bisa menjadi cukup besar tergantung pada volume titik akhir.

Kita akan melihat lebih dekat kesalahan-kesalahan yang paling umum pada bagian selanjutnya.

Kesalahan sistematis dalam titrasi

Kesalahan sistematis adalah kesalahan yang dapat dihindari dengan memenuhi persyaratan tertentu. Jenis kesalahan ini dapat diidentifikasi dan diperbaiki.

Kesalahan sistematis yang umum meliputi perubahan suhu, standardisasi, pemilihan indikator, kesalahan paralaks, dan pemilihan volume buret. Kesalahan-kesalahan ini akan dibahas lebih lanjut di bawah ini.

Suhu memainkan peran penting, terutama selama rangkaian analisis. Setiap larutan memiliki koefisien muai termal yang spesifik. Koefisien ini didefinisikan sebagai berikut:

V = V₀ ∙ (1 + γ ∙ ∆T)

Di mana V merupakan volume pada suhu tertentu, V₀ adalah volume nominal, γ adalah koefisien muai termal (dalam 10⁻³K⁻¹), dan ∆T adalah selisih suhu antara suhu volume nominal (V₀) dan suhu pengukuran (dalam Kelvin).

Tergantung pada koefisien muai termalnya (γ), menjaga suhu larutan tetap konstan bisa menjadi hal yang krusial. Sebagai contoh, n-heksana memiliki koefisien sebesar 1,35. Jika diasumsikan bahwa volume larutan adalah 1,000 L pada suhu 20 °C dan suhu lingkungan adalah 25 °C, maka volume larutan akan menjadi 1,007 L pada suhu tersebut. Ini setara dengan kesalahan sebesar 0,7%.

Oleh karena itu, koefisien muai termal suatu larutan bisa menjadi faktor yang cukup penting sehingga diperlukan pengaturan suhu di laboratorium untuk memperoleh hasil yang dapat direproduksi.

Penentuan titer seringkali diabaikan, dan nilai nominal yang tertera pada botol langsung digunakan untuk titrasi. Ini mungkin bisa diterapkan untuk beberapa larutan titran tertentu. Namun, banyak titran tetap memerlukan langkah ini untuk menghindari kesalahan besar dalam hasil.

Secara umum, penentuan titer adalah bagian dari analisis dan sebaiknya dilakukan secara rutin. Saat menggunakan asam dan basa yang stabil, penentuan titer dapat dilakukan setiap minggu. Namun untuk titran lain seperti iodin atau DPIP (dichlorophenolindophenol), penentuan titer sebaiknya dilakukan setiap hari karena konsentrasi titernya dapat berkurang secara signifikan akibat paparan sinar UV atau reaksi dengan oksigen.

Pelajari lebih lanjut tentang penentuan titer di artikel blog kami.

Hal yang perlu dipertimbangkan saat menstandardisasi titran

Figure 1. Titration curve of TRIS with HCl. The pink line shows the pH value where the phenolphthalein indicator changes color while the green line shows the pH value where the indicator should ideally change its color.

Memilih indikator yang tepat sangat penting untuk analisis yang akurat dan dapat diandalkan. Gambar 1 menunjukkan contoh kurva titrasi TRIS (tris(hidroksimetil)aminometana) dengan asam klorida.

TRIS digunakan untuk penentuan titer HCl. Jika fenolftalein digunakan sebagai indikator dalam situasi ini, titik akhir akan teramati pada pH 8,2. Ini berarti volume titik akhir sekitar 2 mL, bukan sekitar 8 mL.

Untuk hasil yang benar, analisis ini membutuhkan indikator yang berubah warna pada pH sekitar 5. Dalam kasus ini, pilihan indikator yang lebih tepat adalah metil merah atau metil oranye.

Informasi lebih lanjut tentang pengenalan titik akhir dapat ditemukan di artikel blog kami.

Penentuan endpoints (EP)

Figure 2. Parallax error occurs if the user reads the buret values from different angles.

The parallax terjadi jika analis laboratorium tidak melihat meniskus secara horizontal, melainkan dari sudut tertentu. Dalam kasus ini, pembacaan akan berbeda tergantung pada sudut pandang saat membaca (Gambar 2).

Banyak orang tidak terlalu mempertimbangkan ukuran buret saat menyiapkan titrasi. Mereka hanya mengambil buret terbesar yang tersedia dan melakukan analisis.

Namun, kesalahan yang disebabkan oleh penggunaan buret yang terlalu besar dapat memengaruhi kualitas hasil.

Sebagai contoh, buret 10 mL biasanya memiliki toleransi ±0,02 mL, sedangkan buret 50 mL memiliki toleransi ±0,05 mL. Untuk melakukan analisis yang tepat, Anda harus memastikan menggunakan ukuran buret yang sesuai.

Kesalahan sistematis bukan satu-satunya yang dapat terjadi selama titrasi. Selalu ada juga kesalahan acak yang lebih sulit untuk diatasi. Kesalahan acak yang paling umum dalam titrasi akan dibahas pada bagian berikutnya.

Random errors pada titrasi

Random errors adalah kesalahan yang terjadi secara kebetulan dan tidak selalu dengan tingkat spesifikasi yang sama. Kesalahan ini lebih sulit untuk diidentifikasi dibandingkan dengan kesalahan sistematis.

Pada bagian berikut, beberapa contoh kesalahan acak akan ditunjukkan, termasuk kontaminasi, gelembung udara di buret, penyerapan gas, dan persepsi visual.

Kontaminasi selalu menjadi masalah yang menunggu untuk terjadi. Hal ini bisa terjadi, misalnya, saat membersihkan gelas setelah titrasi, atau jika larutan pembersih tidak benar-benar dibersihkan setelah pencucian. Selain itu, ada kemungkinan bahwa sebagian sampel menempel pada gelas dan tidak dapat dihilangkan dengan sempurna. Masalah-masalah ini dapat menyebabkan kesalahan titrasi yang signifikan.

Figure 3. Left: a buret with air bubbles inside. Air bubbles such as these can lead to errors in the results if they are released during a titration. Therefore, ensure that no air bubbles are contained in the buret. Right: a properly filled buret without air bubbles.

Ini adalah kesalahan acak yang sangat mudah dihindari.

Saat mengisi buret kaca, perhatikan apakah ada gelembung udara di ujung keluaran. Jika ada, buka katup beberapa kali untuk memastikan tidak ada gelembung udara yang tersisa di dalam tabung kaca.

Tergantung pada ukuran gelembung udara, hal ini dapat menyebabkan kesalahan yang signifikan.

Banyak titran yang memiliki kecenderungan menyerap gas. Sebagai contoh, natrium hidroksida menyerap karbon dioksida dari udara sekitar. Sejumlah kecil natrium hidroksida akan berubah menjadi natrium karbonat, sehingga mengurangi konsentrasi titran.

Jika penentuan titer tidak dilakukan secara rutin, hal ini akan menyebabkan kesalahan tambahan. Namun demikian, ada beberapa bahan yang dapat dimasukkan ke dalam tabung penyerap untuk mencegah reaksi dan kesalahan tersebut terjadi. Beberapa bahan tersebut tercantum dalam Tabel 1.

**Table 1.** Absorption tube yang umum digunakan.
Filling material	Protective use against
Molecular sieve	Water
Soda lime	Carbon dioxide
Cotton	Dust

Figure 4. Titration of HCl with NaOH and phenolphthalein as indicator. Each picture differs only in the addition of one drop of NaOH.

Setiap orang mengalami warna dan intensitas warna secara berbeda. Hal ini dapat menyebabkan penyimpangan kecil tergantung pada orang yang melakukan titrasi. Contohnya ditunjukkan pada Gambar 4. Warna-warna yang diperoleh pada gambar-gambar ini (1–5) hanya berbeda karena penambahan satu tetes natrium hidroksida.

Pertanyaannya adalah di mana titik akhir («endpoint») yang “benar” harus dipilih dari kelima gambar tersebut. Jika hal ini tidak dilakukan dengan cara yang sama oleh pengguna yang berbeda, maka ketelitian hasil akan terpengaruh.

Baca artikel blog kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang otomatisasi langkah-langkah penanganan cairan guna mendapatkan titrasi yang lebih akurat dan dapat direproduksi.

Automated liquid handling – Kunci untuk Hasil yang Akurat dan Dapat Direproduksi

Bagaimana Titrasi Otomatis Dapat Mengurangi Kesalahan

Sebagian besar kesalahan yang dibahas dalam artikel ini dapat dihindari dengan beralih ke titrasi otomatis.

Biasanya, autotitrator memiliki resolusi dosis yang jauh lebih tinggi sehingga pengukuran volume dan hasil menjadi lebih akurat dan dapat direproduksi. Sensor digunakan untuk mendeteksi titik ekivalen secara objektif sehingga tidak perlu bergantung pada persepsi individu terhadap perubahan warna indikator.

Dari semua jenis kesalahan yang dibahas dalam artikel ini, hanya dua yang perlu diperhatikan saat menggunakan autotitrasi: yang berkaitan dengan suhu dan gelembung udara. Sebagian besar autotitrator otomatis menawarkan opsi untuk membersihkan saluran pipa secara otomatis, menghilangkan gelembung yang tersisa sebelum analisis. Sensor suhu juga dapat dihubungkan ke sebagian besar autotitrator sehingga kompensasi suhu dapat dilakukan secara otomatis.

Beralih dari titrasi manual ke autotitrasi memberikan banyak keuntungan. Pelajari lebih lanjut di bawah ini!

Cara Beralih Titrasi Manual ke Titrasi Otomatis

Manual vs. Titrasi Otomatis: Keuntungan beralih

Kesimpulan

Titrasi adalah metode analisis yang sangat andal, akurat, dan mudah digunakan. Namun, tetap harus berhati-hati untuk menghindari atau menghilangkan berbagai sumber kesalahan. Kesalahan sistematis dapat dengan mudah dihilangkan dengan memenuhi persyaratan tertentu, sedangkan kesalahan acak lebih sulit diidentifikasi dan dihindari.

Dengan menggunakan autotitrasi di laboratorium, sebagian besar kesalahan yang dibahas dalam artikel ini tidak lagi menjadi masalah. Selain itu, titrasi otomatis menghemat waktu dan memberikan hasil yang lebih akurat serta dapat direproduksi.

Kesimpulan penting

Monograph: Practical Titration

Monograph: Complexometric (chelatometric) Titrations

On-demand webinar: How to improve your titration results – Optimizing performance and troubleshooting

On-demand webinar: Basics of titration

On-demand webinar: How to convert from manual to automatic titrations

Manual vs. Automated Titration: Benefits and Advantages to Switching

Titration is one of the most commonly used analytical methods. Manual, semiautomated, and fully automated titrations are well-known options and are examined in detail in several academic studies. This White Paper summarizes the advantages and benefits of automated titration in comparison to manual titration. The increase in accuracy and precision of measurements as well as significant time and cost savings are discussed.

Penulis

Iris Kalkman

Sr. Product Specialist Titration
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

Pendahuluan

Sumber-sumber kesalahan dalam titrasi

Kesalahan sistematis dalam titrasi

Perubahan temperatur

V = V0 ∙ (1 + γ ∙ ∆T)

Standarisasi

Pemilihan indikator

Parallax error

Pemilihan volume buret

Random errors pada titrasi

Kontaminasi

Gelembung udara di buret

Penyerapan gas

Visual perception