BAB 7.ASAM DAN BASA7. 1 TEORI ASAM BASA7. 2 TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN ASAM DAN BASA7. 3 KONSENTRASI ION H+ DAN pH7. 4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH)7. 5 CAMPURAN PENAHAN7. 6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN PENAHAN

BUNGA MAWARASAM : MERAHBASA : KUNINGCOVERPENUNTUN PRAKTIKUM KIMIA

7. 1 TEORI ASAM BASATeori Arrhenius Dasar teorinya adalah pengionan dalam airdikatakan asam jika melepaskan ion H+ contohnya: HCl, H2SO4, H2CO3, H3PO4HCl + H2O H3O+ + Cldikatakan basa jika melepaskan ion OH- contohnya: NaOH,KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2NaOH + H2O Na+ + OH- + H2O

Teori Bronsted LowryDasar teorinya adalah pertukaran proton (H+)dikatakan asam jika sebagai donor proton (H+) dan basa jika sebagai akseptor protonH2O + NH3 NH4+ + OH- psg konjugat psg konjugat asam basa asam konjugasi basa konjugasi

Asam kuat: basa konjugasi lemahBasa kuat: asam konjugasi lemah

Teori LewisDasarnya adalah pemakaian pasangan elektron bebasdikatakan asam jika menerima pasangan elektron dan basa jika memberikan pasangan elektron

FH F HF B+N H F B N HFH F H asam basa senyawa koordinasi. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Contoh 7.1Tentukanlah asam dan basa pada pasangan/reaksi:a. HCO3- (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CO32- (aq)b. HCO3- (aq) + H2O (l) H2CO3 (aq) + OH- (aq)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

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

Penyelesaian

7. 2 TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN ASAM DAN BASAASAM DAN BASA MONOVALENreaksi pengionan asam asetat:CH3COOH (aq) H+(aq) + CH3COO- (aq) maka nilai

[H+] [CH3COO-] Ka = [CH3COOH]reaksi pengionan amonium hidroksida:NH4OH (aq) OH-(aq) + NH4+ (aq) maka nilai

[OH-] [NH4+] Kb = [NH4OH]

ASAM DAN BASA POLIVALENasam dan basa polivalen mengion secara bertahap dan tiap tahap memiliki nilai tetapan kesetimbangan sendiri.Contoh: Asam sulfatTahap 1. H2SO4 H+ + HSO4-

[H+] [HSO4-] dengan Ka1 = = 102 [H2SO4]

Tahap 2. HSO4- H+ + SO42-

[H+] [SO42-]dengan Ka2 = = 10-2 [HSO4-]

Contoh 7.2Berdasarkan data pada tabel berapakah nilai Kb untuk ion CN-, ClO-, dan CH3COO- :

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

Penyelesaian

Contoh 7.3Ka asam asetat adalah 1,76 x 10-5.A. berapakah derajat pengionan asam asetat konsentrasi 0,1 M dan 0,01 MB. berapakah konsentrasi ion H+ pada kedua konsentrasi tersebut dengan memperhatikan nyaReaksi CH3COOH H+ + CH3COO-awal 0,1 - -pengionan -0,1 0,1 0,1setimbang 0,1(1-) 0,1 0,1

H+][CH3COO-] 0,1 x 0,1 Ka = = [CH3COOH] 0,1(1-)

Penyelesaian

A.bila diabaikan terhadap 1 maka (1-) = 1, sehingga 1,76x10-5 = 0,1 2; = 1,33x10-2 jadi pada konsentrasi 0,1 M: = 1,33x10-2 dan konsentrasi 0.01 M: = 4,195x10-2

pada konsentrasi 0,1 M; [H+] = 0,1 = 0,1 x 1,33x10-2 = 1,33x10-3 Mpada konsentrasi 0,01 M; [H+] = 0,01 = 0,01 x 4,195x10-2 = 4,195x10-4 M

7. 3 KONSENTRASI ION H+ DAN pHASAM/BASA KUAT:pH dapat ditentukan langsung dari nilai konsentrasi (M) asam dan basa tersebutpH = - log [H+] pOH = - log [OH-]pH + pOH = 14

ASAM/BASA LEMAH:Konsentrasi H+ dari asam dan OH- dari basa bergantung pada derajat ionisasi () dan tetapan ionisasi (Ka atau Kb)Nilai Ka menunjukkan kekuatan asam dan Kb kekuatan basa

pH Asam/Basa lemah Reaksi HA(aq) H+(aq) + A-(aq) Awal Ca - - Mengion -.Ca .Ca .Ca Setimbang Ca Ca. .Ca .Ca [H+] [A-] [Ca. ]2 Ca. 2Ka = = = [HA] [Ca Ca. ] (1 )Bila nilai sangat kecil maka Ca (1- ) Ca sehingga: Ka = [H+]2/ Ca ; [H+] = Ka. CaAnalog untuk basa lemah: [OH-] = Kb. Cb

Contoh 7.4Hitunglah pH larutana. HCl 0,1 Mb. NaOH 0,1 Mc. HCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)d. C6H5COOH (Ka=6,5 x 10-5)e. NH4OH (Kb=1,8 x 10-5)[H+] = [HCl] = 0,1M; pH = -log [0,1] = 1[OH-] = [NaOH] = 0,1M; pH = 14 pOH = 14 [-log 0,1] = 13[H+] = Ka.Ca = (4,9 x 10-10) x 0,1 = 7 x 10-6 MpH = - log 7 x 10-6 = 5,16d. [H+] = Ka.Ca = (6,5 x 10-5) x 0,1 = 2,55 x 10-3 MpH = - log 2,55 x 10-3 = 2,60e. [OH-] = Kb.Cb = (1,8 x 10-5) x 0,1 = 1,34 x 10-3 MpH = 14 pOH = 14 (-log 1,34 x 10-3) = 11,10

Penyelesaian

pH LARUTAN GARAMGaram yang terbentuk dari reaksi asam kuat dan basa kuatkation/anion garam tak bereaksi dengan airH+ dan OH- di air tetappH = 7 Contoh: NaCl, NaNO3

Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa kuatNaCH3COO + H2O CH3COOH + Na+ + OH-anion garam bereaksi dengan air, kation tidakhidrolisis sebagianpH > 7[H+] = Kw. Ka/Cg

Garam yang terbentuk dari reaksi basa lemah dan asam kuatNH4Cl + H2O NH4OH + Cl- + H+kation garam bereaksi dengan air, anion tidakhidrolisis sebagianpH < 7[H+] = Kw. Cg/Kb

Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa lemahNH4CH3COO + H2O NH4OH + CH3COOHkation dan anion garam bereaksi dengan airhidrolisis sempurnapH = 7, jika Ka = Kb pH > 7, jika Ka < Kb pH < 7, jika Ka > Kb[H+] = Kw. Ka/Kb

Contoh 7.5Perkirakan apakah larutan garam berikut ini bersifat netral, asam ataukah basa.A. KClB. KCNC. NH4IA. KCl berasal dari asam dan basa kuat maka bersifat netral karena tidak terhidrolisisB. KCN berasal dari basa kuat dan asam lemah, CN- terhidrolisis menghasilkan OH- sehingga larutan garam bersifat basaC. NH4I berasal dari basa lemah dan asam kuat, NH4+ terhidrolisis menghasilkan H+ sehingga larutan garam bersifat asamPenyelesaian

Contoh 7.6Hitunglah pH larutana. KCl 0,1 M b. KCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)c. NH4CN (Kb=1,8 x 10-5)KCl, garam dari asam dan basa kuat maka pH = 7[H+] = Kw.Ka/Cg = 10-14x(4,9x10-10/0,1) = 7x10-12pH = 11,16[H+] = Kw.Ka/Kb = 10-14x(4,9x10-10/1,8x10-5) = 3,59x10-10pH = 9,63Penyelesaian

Contoh 7.7Hitunglah:a. Ka larutan asam lemah pH 5,2 dengan konsentrasi 0,01Mb. Kb larutan basa lemah pH 9,0 dengan konsentrasi 0,01Mc. Ka asam lemah (HA) jika garam NaA 0,01M pH-nya 8,5d. Kb basa lemah (MOH) jika garam MNO3 0,01M pH-nya 5,3pH = 5,2; [H+] = 10-5,2; Ka = [H+]2/Ca = (10-5,2)2/0,01 = 4x10-9pH = 9,0 maka pOH = 14 9 = 5; [OH-] = 10-5Kb = [OH-]2/Cb = (10-5)2/0,01 = 1x10-8c. pH = 8,5; [H+] = 10-8,5; Ka = [H+]2.Cg/Kw = (10-8,5)2 x 0,01/10-14 = 10-5d. pH = 5,3; [H+] = 10-5,3; Kb = Cg.Kw/[H+]2 = 0,01 x 10-14/(10-5,3)2 = 4x10-6Penyelesaian

7. 4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH)Adalah zat (suatu asam atau basa lemah) yang akan berubah warna jika pH berubah pada kisaran tertentuKisaran pH yang menyebabkan indikator berubah warna disebut trayek pH.Bila pH < trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna asamnyaBila pH > trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna basaContoh indikator: biru bromtimol (pH 6,0 7,6), merah metil (3,2 4,4), kuning alizarin (10,1 12,0)

Contoh 7.8Suatu 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?Warna tepat hijau merupakan campuran dari warna kuning dan biru sehingga pH larutan merupakan nilai tengah trayek pH yaitu 4,6pH 4,6 > trayek pH indikator merah metil, maka larutan akan berwarna kuningPenyelesaian

7. 5 CAMPURAN PENAHANBUFER ASAM (ASAM LEMAH DAN GARAMNYA) CH3COOH H+ + CH3COO- Ca Ca NaCH3COO Na+ + CH3COO- Cg Cg Terjadi efek ion senama

[CH3COOH] Ca[H+] = Ka = Ka [CH3COO-] Cg

BUFER BASA (BASA LEMAH DAN GARAMNYA)NH4OH NH4+ + OH- Cb CbNH4Cl NH4+ + Cl- Cg Cg

[NH4OH] Cb[OH-] = Kb = Kb[NH4+] Cg

Mekanisme kerja campuran penahan (bufer asam)Bila ada x mol H+ ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah garam berkurang, jumlah asam bertambahNaCH3COO Na+ + CH3COO-CH3COOH H+ + CH3COO-

mmol asam + x[H+] = Ka mmol garam - x

Bila ada x mol OH- ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah asam berkurang, jumlah garam bertambahNaCH3COO Na+ + CH3COO-CH3COOH H+ + CH3COO-

mmol asam - x[H+] = Ka mmol garam + x

H+OH-

DAYA TAHAN CAMPURAN PENAHANMol H+ atau OH- yang harus ditambahkan ke dalam 1 liter larutan bufer agar pH-nya berubah satu satuan

+ asam+ basa pH = 3 pH = 4 pH = 5

Yang mempengaruhi daya tahan bufer:Konsentrasi penyusun buferPerbandingan [asam] / [garam] atau [basa] / [garam] Kapasitas maksimum bila, [asam] [basa] atau = 1[garam] [garam] pH - 1Bufer awalpH + 1

Contoh 7.9Berapakah pH campuran penahan yang terbuat daria. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,1 Mb. CH3COOH 0,01 M dan NaCH3COO 0,01 Mc. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,01 Md. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,1 Me. NH4OH 0,001 M dan NH4Cl 0,001 Mf. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,01 Mg. C6H5COOH 0,1 M dan NaC6H5COO 0,1 M[H+] = Ka.Ca/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 =1,76x10-5; pH = 4,75d. [OH-] = Kb.Cb/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 = 1,76x10-5pOH = 4,75; pH = 14 4,75 = 9,25

Penyelesaian

Contoh 7.10Berapakah perubahan pH bila ke dalam 1L campuran penahan yang terdiri dari asam format 1M dan natrium format 0,5M ditambahkan :a. 0,1 mol HClb. 0,1 mol NaOHpH awal: [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,77x10-4 x 1/0,5 = 3,54x10-4pH = 3,45HCl 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 = 3,31Perubahan pH = 3,45 3,31 = 0,14Penyelesaian

NaOH akan bereaksi dengan asam format membentuk garam format.HCOOH + NaOH NaHCOO + H2O[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

7. 6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN PENAHANPenentuan 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-SOALTunjukkanlah pasangan asam-basa konjugasi untuk reaksi berikut:HNO3 + N2H4 NO3- + N2H5CN- + H3O+ HCN + H2OHIO3 + HC2O4- IO3- + H2C2O4S2- + H2O HS- + OH-

2.Berapa pH larutan yang terbentuk bila dicampurkan sejumlah volume yang sama dari larutan:a. pH 2 dan pH 6b. pH 2 dan pH 12c. pH 9 dan pH 12

3.Hitunglah pH larutan yang terbuat dari:a. 50 g NaOH (dianggap murni) dalam 500 mL larutanb. 50 mL NH4OH 0,1 M dicampurkan dengan 200 mL airc. 25 g Natrium asetat dilarutkan menjadi 250 mL larutand. pengenceran larutan NH4CN 0,1 M dengan faktor 4x

Hitunglah pH campuran penahan yang dibuat dari: asam benzoat 0,1 M dan natrium benzoat 0,1 M asam benzoat 0,020 M dan garam natrium benzoat 0,025 M ammonium hidroksida 0,01 M dan amonium klorida 0,008 M