10. Suatu contoh sampel mengandung 2 gram logam besi yang direaksikan dengan 100 ml larutan asam klorida 0,1 M dengan persamaan reaksi: Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl, (aq) + H,() Sisa asam klorida dari reaksi tersebut dititrasi dengan KOH 0,5 M sebanyak 30 ml. Tentukan kadar besi dalam cuplikan tersebut. (A Fe = 56) 

Pada soal tersebut terdapat reaksi antara logam Fe dengan asam HCl dan juga kata kunci yaitu titrasi. Maka dari itu kita dapat mengerjakan soal tersebut menggunakan konsep titrasi asam kuat-basa kuat. Titrasi asam-basa adalah titrasi yang berdasarkan reaksi penetralan asam-basa.

Identifikasi Konsep

Pada soal diatas, disebutkan bahwa sisa asam klorida dari reaksi dititrasi atau dapat dinetralkan dengan KOH. Suatu asam dapat dinetralkan dengan basa apabila jumlah mol asam \((H^+)\) sama dengan mol basa \((OH^-)\). Karena yang diketahui pada soal adalah nilai konsentrasi dan volume dari asam dan basa, maka kita dapat mengetahui berapa jumlah mol asam klorida yang bersisa menggunakan rumus titrasi/penetralan sebagai berikut:

mol asam \((H^+)\) = mol basa \((OH^-)\)
mol asam = Mb x Vb x b

Dimana diketahui di soal, 
Mb = molaritas basa = 0,5 M
Vb = volume basa = 30 ml = 0,03 L
b = valensi basa (jumlah OH) = 1

sehingga
mol asam = Mb x Vb x b
mol asam = 0,5 x 0,03 x 1 = 0,015 mol

Setelah kita mendapatkan jumlah mol HCl yang bersisa, maka kita dapat menentukan jumlah HCl yang bereaksi dengan cara mengurangi mol HCl mula-mula dengan mol HCl sisa. Karena di soal yang diketahui adalah molaritas dan volume awal, maka mol HCl mula-mula dapat kita cari menggunakan rumus:

mol = M x V
Dimana:
M = molaritas = 0,1 M
V = volume = 100 ml = 0,1 L

Sehingga,
Mol HCl mula-mula = M x V
                                   = 0,1 x 0,1
                                   = 0,01 mol

Mol HCl yang bereaksi = mol HCl mula-mula – mol HCl sisa
                                         = 0,01 -  0,015
                                         = -0,005

Karena mol HCl yang bereaksi bernilai negatif (mol HCl sisa lebih besar dari pada mol HCl mula-mula) dan hasil seperti itu tidak mungkin terjadi, maka soalnya harus diubah dengan asumsi volume HCl mula-mula sebesar 200 ml sehingga

Mol HCl mula-mula = M x V
                                   = 0,1 x 0,2 L
                                   = 0,02 mol

Mol HCl yang bereaksi = mol HCl mula-mula – mol HCl sisa
                                         = 0,02 -  0,015
                                         = 0,005 mol

Setelah itu kita bisa cari mol Fe yang bereaksi menggunakan perbandingan koefisien, dengan cara
\(mol Fe= \frac{koefisien Fe}{koefisien HCl} \times mol HCl\)
\(mol Fe= \frac{1}{2} \times 0,005 = 0,0025\)

karena Fe habis bereaksi maka mol mula-mula Fe = mol Fe yang bereaksi
dari mol tersebut bisa dicari massa Fe dengan cara
\(mol Fe= \frac{massa Fe}{Ar Fe}\)
\(0,0025=\frac {massa Fe}{56}\)
Massa Fe = 0,14 gram

untuk mencari kadar besi dalam sampel dapat digunakan rumus
\(kadar Fe= \frac{massa Fe}{massa sampel} \times 100\)
\(kadar Fe= \frac{0,14}{2} \times 100=7\%\)

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, kadar besi dalam sampel sebesar 7%
