pH Asam/Basa lemah

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
ELEKTROLIT
DISSOSIASI ELEKTROLIT
ZAT TERLARUT
MEMILIKI KEMAMPUAN
MENGHANTARKAN
ARUS LISTRIK
ELEKTROLIT
KUAT
TERDISSOSIASI SEMPURNA
α=1
NON
ELEKTROLIT
KONDUKTIVITAS LISTRIKNYA
SANGAT RENDAH, SEHINGGA
TIDAK TERDAPAT ION DALAM
LARUTAN
ELEKTROLIT
LEMAH
ZAT TERLARUT SEBAGIAN KECIL
BERDISSOSIASI DAN SEBAGIAN
BESAR BELUM TERDISSOSIASI
CATATAN:
AIR MERUPAKAN PENGHANTAR ARUS YG BURUK (NON KONDUKTOR), SEHINGGA PENAMBAHAN ZAT TERLARUT TERTENTU KE DLM AIR DAPAT
MEMBENTUK SUATU LARUTAN YG DAPAT MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK
DENGAN BAIK
SIFAT ELEKTROLIT BEBERAPA JENIS LARUTAN DLM AIR
Non elektrolit
Elektrolit kuat
Elektrolit lemah
H2O (Air)
NaCl
HCl
C2H5OH-etanol
MgCl2
HBr
C6H12O6-glukosa KBr
HI
C12H22O11sukrosa
CO(NH2)2-urea
KClO4
HNO3
CuSO4
H2SO4
C2H6O2-etilglikol
C3H8O3-gliserol
Al2(SO4)3
HClO4
HCHO2-asam
format
HC2H3O2-asam
asetat
HClO-asam
hipokhlorit
HNO2-asam
nitrit
H2SO3-asam
sulfit
NH3-amoniak
LiNO3
lainnya
C6H5NH2
• i = 1 + (n-1) α
Faktor Van’t Hoff
Δt f  pengukuran
faktor Van' t Hoff : i 
Δt f  penghitung an non elektrolit
• dengan n = jumlah ion dan
• α = derajat ionisasi.
Δt
mol asam terionisasi
m
 %ionisasi 
Kf
mol asam yang ada
• % ionisasi elektrolit – elektrolit
lemah
SKL Elektrolit
• Memperkirakan sifat koligatif pada
larutan elektolit.
• Interaksi ion-ion dalam larutan cairan.
• Untuk Larutan elektrolit terdapat
penyimpangan dari hukum raoult
sehingga perlu dilakukan faktor koreksi
terhadap persamaan tersebut dengan
mengalikan (i) faktor Van’t Hoff
terhadap persamaan tersebut.
SKL Elektrolit
• Penurunan tekanan uap
Plarutan = Xpelarut . Popelarut (i)
• Kenaikan titik didih
(∆Tb)
∆Tb = m .Kb (i)
• Penurunan titik beku
(∆Tf) ∆Tf = m .Kf (i)
• Tekanan Osmitik
(π) π = M R T (i)
Contoh
• Sebanyak 2.45 gram asam sulfat (Mr = 98)
dilarutkan dalam 250 gram air. Jika Kb = 0.5
titik didih larutan asam sulfat tersebut adalah
......
• Agar menghasilkan larutan yang membeku
pada suhu – 3,60 C ke dalam 0.5 Kg air (Kf =
1.8) harus di larutkan garam dapur NaCl (s)
Mr = 58.5 sebanyak......
• Sebanyak 2 gram NaOH (Mr=40) dilarutkan
dalam air hingga volume larutan 500 mL pada
suhu 270 C tekanan osmotik larutan tersebut
adalah....R=0.08
ASAM DAN BASA
1 TEORI ASAM BASA
2 TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN
ASAM DAN BASA
3 KONSENTRASI ION H+ DAN pH
4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH)
5 CAMPURAN PENAHAN
6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN
PENAHAN
BUNGA MAWAR
ASAM : MERAH
BASA : KUNING
1 TEORI ASAM BASA
Teori Arrhenius
Dasar teorinya adalah pengionan dalam air
dikatakan asam jika melepaskan ion H+
contohnya: HCl, H2SO4, H2CO3, H3PO4
HCl + H2O
H3O+ + Cl
dikatakan basa jika melepaskan ion OHcontohnya: NaOH,KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2
H2O
NaOH + H2O
Na+ + OH- +
Teori Brownsted Lowry
Dasar teorinya adalah pertukaran proton (H+)
dikatakan asam jika sebagai donor proton (H+) dan basa jika
sebagai akseptor proton
H2O
+
NH4+
NH3
+
OH-
psg konjugat
psg konjugat
asam
basa
asam konjugasi
Asam kuat: basa konjugasi lemah
Basa kuat: asam konjugasi lemah
basa konjugasi
Teori Lewis
Dasarnya adalah pemakaian pasangan elektron
bebas
dikatakan asam jika menerima pasangan elektron dan
basa jika memberikan pasangan elektron
F
..
..
F B
..
F
asam
+
H
..
..
..
N
H
..
H
basa
F
H
.. .. .
..
.
..
F B N H
.. ..
F H
senyawa koordinasi
Contoh.1
Tentukanlah asam dan basa pada pasangan/reaksi:
a. HCO3- (aq) + H2O (l)
H3O+ (aq) + CO32- (aq)
b. HCO3- (aq) + H2O (l)
H2CO3 (aq) + OH- (aq)
Penyelesaian
a. HCO3- sebagai asam karena melepaskan proton; H2O
sebagai basa karena menerima proton. CO32- adalah basa
konjugasi dari asam HCO3- dan H3O+ adalah asam konjugasi
dari basa H2O
b. HCO3- sebagai basa karena menerima proton; H2O sebagai
asam karena melepaskan proton. H2CO3 adalah asam
konjugasi dari basa HCO3- dan OH- adalah basa konjugasi
dari asam H2O
2 TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN ASAM
DAN BASA
• ASAM DAN BASA MONOVALEN
reaksi pengionan asam asetat:
CH3COOH (aq)
H+(aq) +
maka nilai
Ka =
CH3COO- (aq)
[H+] [CH3COO-]
[CH3COOH]
reaksi pengionan amonium hidroksida:
NH4OH (aq)
OH-(aq) + NH4+ (aq)
maka nilai
Kb =
[OH-] [NH4+]
[NH4OH]
• ASAM DAN BASA POLIVALEN
asam dan basa polivalen mengion secara bertahap dan
tiap tahap memiliki nilai tetapan kesetimbangan sendiri.
Contoh: Asam sulfat
Tahap 1.
dengan Ka1 =
Tahap 2.
H+ +
H2SO4
[H+] [HSO4-]
[H2SO4]
HSO4-
dengan Ka2 =
HSO4-
= 102
H+ + SO42-
[H+] [SO42-]
[HSO4-]
= 10-2
Contoh.2
Berdasarkan data pada tabel berapakah nilai Kb untuk ion
CN-, ClO-, dan CH3COO- :
Penyelesaian
Ka x Kb = Kw, maka Kb = Kw/Ka, jadi untuk ion
CN-;
Kb = 10-14/6,17 x 10-10 = 1,5 x 10-5
ClO-;
Kb = 10-14/3 x 10-8 = 3,3 x 10-7
CH3COO-; Kb = 10-14/1,76 x 10-5 = 5,5 x 10-10
Contoh 3
Ka asam asetat adalah 1,76 x 10-5.
A. berapakah derajat pengionan asam asetat konsentrasi 0,1 M
dan 0,01 M
B. berapakah konsentrasi ion H+ pada kedua konsentrasi
tersebut dengan memperhatikan α nya
Penyelesaian
A. Reaksi
awal
pengionan
setimbang
Ka =
CH3COOH
0,1
-0,1α
0,1(1-α)
H+][CH3COO-]
[CH3COOH]
=
H+ + CH3COO0,1α
0,1α
0,1α
0,1α
0,1α x 0,1α
0,1(1-α)
A.
bila α diabaikan terhadap 1 maka (1-α) = 1, sehingga
1,76x10-5 = 0,1 α2;
α = 1,33x10-2
jadi pada konsentrasi 0,1 M: α = 1,33x10-2
dan konsentrasi 0.01 M:
B.
α = 4,195x10-2
pada konsentrasi 0,1 M;
[H+] = 0,1α = 0,1 x 1,33x10-2 = 1,33x10-3 M
pada konsentrasi 0,01 M;
[H+] = 0,01α = 0,01 x 4,195x10-2 = 4,195x10-4 M
3 KONSENTRASI ION H+ DAN pH
ASAM/BASA KUAT:
pH dapat ditentukan langsung dari nilai konsentrasi (M) asam
dan basa tersebut
pH = - log [H+]
pOH = - log [OH-]
pH + pOH = 14
ASAM/BASA LEMAH:
Konsentrasi H+ dari asam dan OH- dari basa bergantung
pada derajat ionisasi (α) dan tetapan ionisasi (Ka atau Kb)
Nilai Ka menunjukkan kekuatan asam dan Kb kekuatan basa
pH Asam/Basa lemah
Reaksi
H+(aq) +
HA(aq)
A-(aq)
Awal
Ca
-
Mengion
-α.Ca
α.Ca
α.Ca
Setimbang
Ca – Ca.α
α.Ca
α.Ca
Ka =
[H+] [A-]
[HA]
=
[Ca. α]2
[Ca – Ca. α]
=
-
Ca. α2
(1 – α)
Bila nilai α sangat kecil maka Ca (1- α)  Ca sehingga:
Ka = [H+]2/ Ca ; [H+] = Ka. Ca
Analog untuk basa lemah:
[OH-] = Kb. Cb
Contoh.4
Hitunglah pH larutan
a. HCl 0,1 M
c. HCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)
e. NH4OH (Kb=1,8 x 10-5)
b. NaOH 0,1 M
d. C6H5COOH (Ka=6,5 x 10-5)
Penyelesaian
a. [H+] = [HCl] = 0,1M; pH = -log [0,1] = 1
b. [OH-] = [NaOH] = 0,1M; pH = 14 – pOH = 14 – [-log 0,1] = 13
c. [H+] = Ka.Ca = (4,9 x 10-10) x 0,1
pH = - log 7 x 10-6 = 5,16
= 7 x 10-6 M
d. [H+] = Ka.Ca = (6,5 x 10-5) x 0,1
pH = - log 2,55 x 10-3 = 2,60
= 2,55 x 10-3 M
e. [OH-] = Kb.Cb = (1,8 x 10-5) x 0,1 = 1,34 x 10-3 M
pH = 14 – pOH = 14 – (-log 1,34 x 10-3) = 11,10
pH LARUTAN GARAM
• Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dan basa
kuat
 kation/anion garam tak bereaksi dengan air
 H+ dan OH- di air tetap
 pH = 7
 Contoh: NaCl, NaNO3
• Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa
kuat
 NaCH3COO + H2O
CH3COOH + Na+ + OH anion garam bereaksi dengan air, kation tidak
 hidrolisis sebagian
 pH > 7
 [H+] = Kw. Ka/Cg
• Garam yang terbentuk dari reaksi basa lemah dan asam
kuat
 NH4Cl + H2O
NH4OH + Cl- + H+
 kation garam bereaksi dengan air, anion tidak
 hidrolisis sebagian
 pH < 7
 [H+] = Kw. Cg/Kb
• Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa
lemah
 NH4CH3COO + H2O
NH4OH + CH3COOH
 kation dan anion garam bereaksi dengan air
 hidrolisis sempurna
 pH = 7, jika Ka = Kb
[H+] = Kw. Ka/Kb
 pH > 7, jika Ka < Kb
 pH < 7, jika Ka > Kb
Contoh.5
Perkirakan apakah larutan garam berikut ini bersifat netral,
asam ataukah basa.
A. KCl
B. KCN
C. NH4I
Penyelesaian
A. KCl berasal dari asam dan basa kuat maka bersifat
netral karena tidak terhidrolisis
B. KCN berasal dari basa kuat dan asam lemah, CNterhidrolisis menghasilkan OH- sehingga larutan
garam bersifat basa
C. NH4I berasal dari basa lemah dan asam kuat, NH4+
terhidrolisis menghasilkan H+ sehingga larutan
garam bersifat asam
Contoh 7.6
Hitunglah pH larutan
b. KCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)
a. KCl 0,1 M
c. NH4CN (Kb=1,8 x 10-5)
Penyelesaian
a. KCl, garam dari asam dan basa kuat maka pH = 7
b. [H+] = Kw.Ka/Cg
pH = 11,16
= 10-14x(4,9x10-10/0,1)
c. [H+] = Kw.Ka/Kb
pH = 9,63
= 10-14x(4,9x10-10/1,8x10-5)
= 7x10-12
= 3,59x10-10
Contoh 7
Hitunglah:
a. Ka larutan asam lemah pH 5,2 dengan konsentrasi 0,01M
b. Kb larutan basa lemah pH 9,0 dengan konsentrasi 0,01M
c. Ka asam lemah (HA) jika garam NaA 0,01M pH-nya 8,5
d. Kb basa lemah (MOH) jika garam MNO3 0,01M pH-nya 5,3
Penyelesaian
a. pH = 5,2; [H+] = 10-5,2; Ka = [H+]2/Ca = (10-5,2)2/0,01 = 4x10-9
b. pH = 9,0 maka pOH = 14 – 9 = 5; [OH-] = 10-5
Kb = [OH-]2/Cb = (10-5)2/0,01 = 1x10-8
c. pH = 8,5; [H+] = 10-8,5; Ka = [H+]2.Cg/Kw
= (10-8,5)2 x 0,01/10-14 = 10-5
d. pH = 5,3; [H+] = 10-5,3; Kb = Cg.Kw/[H+]2
= 0,01 x 10-14/(10-5,3)2 = 4x10-6
4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH)
• Adalah zat (suatu asam atau basa lemah) yang akan berubah
warna jika pH berubah pada kisaran tertentu
• Kisaran pH yang menyebabkan indikator berubah warna
disebut trayek pH.
• Bila pH < trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna
asamnya
• Bila pH > trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna
basa
• Contoh indikator: biru bromtimol (pH 6,0 – 7,6), merah metil
(3,2 – 4,4), kuning alizarin (10,1 – 12,0)
Contoh.8
Suatu larutan ketika diberi indikator hijau bromkresol (trayek pH
3,8 – 5,4; warna asam kuning dan warna basa biru)
menunjukkan warna tepat hijau, a. Berapa kira-kira pH larutan
tersebut, b. Bila indikator merah metil (trayek pH 3,2 – 4,4;
warna asam merah dan warna basa kuning) dimasukkan ke
dalam larutan tersebut, bagaimana warna larutannya?
Penyelesaian
a. Warna tepat hijau merupakan campuran dari warna kuning
dan biru sehingga pH larutan merupakan nilai tengah
trayek pH yaitu 4,6
b. pH 4,6 > trayek pH indikator merah metil, maka larutan
akan berwarna kuning
7. 5 CAMPURAN PENAHAN
BUFER ASAM (ASAM LEMAH DAN
GARAMNYA)
CH3COOH
H+ + CH3COOCa
Ca
NaCH3COO
Na+ + CH3COOCg
Cg
Terjadi efek ion senama
[H+] = Ka
[CH3COOH]
= Ka
[CH3COO ]
Ca
Cg
BUFER BASA (BASA LEMAH DAN GARAMNYA)
NH4OH
NH4+ + OHCb
Cb
NH4Cl
NH4+ + ClCg
Cg
[OH-]
= Kb
[NH4OH]
+
= Kb
Cb
Mekanisme kerja campuran penahan (bufer asam)
• Bila ada x mol H+ ditambahkan ke dalam bufer asam,
maka jumlah garam berkurang, jumlah asam bertambah
NaCH3COO 
Na+ + CH3COOH+
CH3COOH
H+ + CH3COO[H+]
= Ka
mmol asam + x
mmol garam - x
• Bila ada x mol OH- ditambahkan ke dalam bufer asam,
maka jumlah asam berkurang, jumlah garam bertambah
NaCH3COO 
Na+ + CH3COOOHCH3COOH
H+ + CH3COO[H+]
= Ka
mmol asam - x
mmol garam + x
DAYA TAHAN CAMPURAN PENAHAN
Mol H+ atau OH- yang harus ditambahkan ke dalam 1 liter
larutan bufer agar pH-nya berubah satu satuan
pH - 1
Bufer awal
+ asam
pH = 3
pH + 1
+ basa
pH = 4
pH = 5
Yang mempengaruhi daya tahan bufer:
 Konsentrasi penyusun bufer
Perbandingan [asam] / [garam] atau [basa] /
[garam]
Kapasitas maksimum bila,
[asam]
[basa]
atau
= 1
[garam]
[garam]
Contoh.9
Berapakah pH campuran penahan yang terbuat dari
a. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,1 M
b. CH3COOH 0,01 M dan NaCH3COO 0,01 M
c. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,01 M
d. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,1 M
e. NH4OH 0,001 M dan NH4Cl 0,001 M
f. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,01 M
g. C6H5COOH 0,1 M dan NaC6H5COO 0,1 M
Penyelesaian
a. [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 =1,76x10-5; pH = 4,75
d. [OH-] = Kb.Cb/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 = 1,76x10-5
pOH = 4,75; pH = 14 – 4,75 = 9,25
Contoh 7.10
Berapakah perubahan pH bila ke dalam 1L campuran penahan
yang terdiri dari asam format 1M dan natrium format 0,5M
ditambahkan :
a. 0,1 mol HCl
b. 0,1 mol NaOH
Penyelesaian
pH awal: [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,77x10-4 x 1/0,5 = 3,54x10-4
pH = 3,45
a. HCl akan bereaksi dengan garam natrium format
NaHCOO + HCl
NaCl + HCOOH
[NaHCOO] menjadi (0,5 – 0,1)M = 0,4 M
[HCOOH] = (1+0,1)M = 1,1 M
[H+] = 1,77x10-4 x 1,1/0,4 = 4,87x10-4; pH = 3,31
Perubahan pH = 3,45 – 3,31 = 0,14
b. NaOH akan bereaksi dengan asam format membentuk
garam format.
HCOOH + NaOH
NaHCOO
[HCOOH] menjadi (1 – 0,1)M = 0,9 M
[NaHCOO] = (0,5 + 0,1)M = 0,6 M
[H+] = 1,77x10-4 x 0,9/0,6 = 2,66x10-4; pH = 3,58
Perubahan pH = 3,58 – 3,45 = 0,13
+
H 2O
6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN
PENAHAN


Penentuan kuantitas suatu bahan
contohnya: penentuan kadar asam cuka dalam suatu
produk
industri
Penggunaan campuran penahan dalam:

pengujian kualitas air (kesadahan)

pemisahan asam amino atau protein dengan
kromatografi kolom
LATIHAN SOAL-SOAL
1.
2.
Tunjukkanlah pasangan asam-basa konjugasi untuk reaksi
berikut:
a. HNO3 + N2H4
NO3- + N2H5
b.
CN- + H3O+
c.
HIO3 + HC2O4-
d.
S2- + H2O
HCN + H2O
IO3- + H2C2O4
HS- + OH-
Berapa pH larutan yang terbentuk bila dicampurkan
sejumlah volume yang sama dari larutan:
a. pH 2 dan pH 6
b. pH 2 dan pH 12
c. pH 9 dan pH 12
3. Hitunglah pH larutan yang terbuat dari:
a. 50 g NaOH (dianggap murni) dalam 500 mL larutan
b. 50 mL NH4OH 0,1 M dicampurkan dengan 200 mL air
c. 25 g Natrium asetat dilarutkan menjadi 250 mL larutan
d. pengenceran larutan NH4CN 0,1 M dengan faktor 4x
4. Hitunglah pH campuran penahan yang dibuat dari:
a. asam benzoat 0,1 M dan natrium benzoat 0,1 M
b. asam benzoat 0,020 M dan garam natrium benzoat 0,025 M
c. ammonium hidroksida 0,01 M dan amonium klorida 0,008 M