Materi KA Kesetimbangan Asam Basa

(1)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Materi Kimia Analisa

Kesetimbangan

 Keadaan ketika reaksi mencapai titik dimana konsentrasi reaktan dan produk konstan

(2)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(3)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Hitung konstanta kesetimbangan untuk

reaksi:

2A + B === C + 3D

Diketahui:

Rx 1: A + B === D

K1 = 0,4

Rx 2: A + E === C + D + F

K2 = 0,1

(4)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Persamaan keseluruhan:

2A + B === C + 3D

Rx1 + Rx2 - Rx3 + Rx4

Rx3: C + E === B

K3 = 2,0

Reaksi 3 diubah arah menjadi:

Rx5: B === C + E

K5 = 1/K3

= 0,5

(5)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Reaksi-reaksi yang umum digunakan dalam

kimia analisa:

1.Reaksi pengendapan (presipitasi)

2.Reaksi asam-basa

3.Reaksi pembentukan senyawa kompleks

(6)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Reaksi pengendapan

 Terjadi apabila dua atau lebih reaktan bergabung

membentuk endapan atau produk yang sukar larut. Reaksi bisa terjadi karena pertukaran ion

(7)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(8)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Asam dan Basa

Asam (HA) dan Basa MOH)

Arrhenius Asam (HA) Bronsted-Lowry

HA poliprotikHxA

(9)

-KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Konsep asam basa Arrhenius

-Asam _ - substansi yang berdisosiasi dalam air

(10)

-KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Materi Kimia Analisa Dr. Yeni Rahmawati, MT.

Konsep asam basa Bronsted-Lowry

-Asam _ substansi (molekul / ion) yang dapat

memindahkan proton (ion H+) ke substansi lain

(proton donors)

-Basa _ substansi yang dapat menerima proton

(proton acceptors)_H_{A +}_B₌₌_B_H+

+ A -Asam donor

H+ Basa _{acceptor H}₊ Asam donor _H₊ Basa _{acceptor H}₊

(11)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(12)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Materi Kimia Analisa Dr. Yeni Rahmawati, MT.

Asam kuat dan asam lemah

Asam kuat  molekul yang dapat mendonorkan

semua proton ke

molekul pelarut

HCl

_(aq)

+ H

₂

O

_(l)



H

₃

O

+

(aq)

+ Cl

-(aq)

Asam lemah  molekul yang hanya mendonorkan sebagian proton

ke molekul pelarut

CH

₃

COOH

_(aq)

+ H

₂

O

_(l)

=== H

₃

O

+

(aq)

+

CH

₃

COO

-(aq)

Ka (konstanta disosiasi asam):

(13)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Asam lemah

monoprotik  asam yang hanya mendonorkan proton

tunggal / konstanta disosiasi asam tunggal (misal: asam asetat)

HCl

_(aq)

+ H

₂

O

_(l)



H

₃

O

+

(aq)

+ Cl

-(aq)

(14)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Penurunan konstanta disosiasi asam dari Ka1 ke Ka3 menunjukkan proton berturut-turut lebih sulit dipisahkan

Berdasarkan kekuatan asam:

(15)

2-KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Basa kuat dan basa lemah

Ke basa an larutan diukur dari konsentrasi ion hidroksida (OH-)

Misal: basa kuat NaOH

NaOH

_(aq)



Na

+

(aq)

+ OH

-(aq)

Basa lemah  molekul hanya menerima sebagian proton dari

pelarut

CH

₃

COO-

_(aq)

+ H

₂

O

_(l)

=== OH

-(aq)

+

CH

₃

COOH

_(aq)

Ka (konstanta disosiasi basa):

(16)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Amphiprotic

 Molekul yang bertindak sebagai asam atau basa (misal: reaksi kimia ion bikarbonat alam air)

HCO₃

-(aq) + H2O(l) === H3O+(aq) + CO32-(aq)

K_a = 4,69 x 10-11

HCO₃

-(aq) + H2O(l) === OH-(aq) + H2CO3(aq)

K_b = 2,25 x 10-8

(17)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(18)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Disosiasi air

 Air bisa menjadi molekul amphiprotik

H

₂

O

_(l)

+ H

₂

O

_(l)

=== H

₃

O

+

(aq)

+ OH

-(aq)

K

_w

= [H

₃

O

+

] [OH

-

]

Pada T: 24

o

C, K

w

= 1 x 10

-14

Persen disosiasi asam

(19)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Skala pH

_{- Didefnisikan sebagai pH = - log}

[H₃O+]

- sebagai indikator keasaman suatu bahan

[H

₃

O

+

] = [OH

-

]



kondisi

netral

K

_w

= [H

₃

O

+

]

2

= 1 x 10

-14

(20)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Perhitungan K

_a

dan K

_b

CH

₃

COOH

_(aq)

+ H

₂

O

_(l)

=== H

₃

O

+

(aq)

+

CH

₃

COO

-(aq)

CH

₃

COO

-(aq)

+ H

2

O

(l)

=== CH

3

COOH

(aq)

+

OH

-(aq)

K

_w

= Ka x Kb

Pada T: 24

o

C, K

(21)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Misal:

a) Hitung K

_b

untuk piridin (C

₅

H

₅

N) dengan Ka =

5,90 x 10

-6

b) Hitung K

_b

untuk dihidrogen pospat (H

₂

PO

₄-

)

(22)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Indikator asam basa  pendekatan pH

(23)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Perhitungan pH

1.Hitung pH dari 0,025 M HNO

₃

2.Berapa harga Ka untuk 0,25 HF dengan pH

= 2,036

(24)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Jawab:

1. pH = - log [H3O+] = 1,6

2. K

_a

= 3,52 x 10

-4

3. pH = 2,40 ; [H

₃

O

+

] = [F

-

] = 4 x 10

-3

M ; [HF] = 0,046 M ; [OH

-

] = 2,5 x

(25)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(26)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Jawaban no 3:

Tahap 1: komponen yang ada HF (asam) dan H₂O (basa) Tahap 2: reaksi transfer proton yang mungkin terjadi

HF(aq) + H₂O(l) === H₃O+_{(aq) + F}-_{(aq) Ka = 3,5 x 10}-4

H₂O(l) + H₂O(l) === H₃O+_{(aq) + OH}-_{(aq) Kw = 1 x 10}-14

Tahap 3: reaksi utama

Ka >> Kw  reaksi utama adalah disosiasi HF Tahap 4:

Reaksi utama: HF(aq) + H₂O(l) === H₃O+_{(aq) + F}-_(aq)

Konsentrasi awal 0,05

Reaksi -x x x

Konsentrasi setimbang 0,05 – x x x Tahap 5: persamaan kesetimbangan

(27)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Tahap 6: konsentrasi yang besar [H₃O+] = [F-] = x = 4 x 10-3 M

[HF] = 0,05 – x = 0,046 M

Tahap 7: konsentrasi yang kecil [OH-] = Kw/[H

3O+] = 2,5 x 10-12 M

(28)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Tahapan untuk

menghitung konsentrasi

(29)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Soal:

1. Diketahui reaksi antara bahan kimia A dan B

menghasilkan C dan D, dimana konstanta

kesetimbangan 0,3. Asumsi 0,2 mol A dan 0,5 mol B dilarutkan dalam 1 liter dan terjadi reaksi. Hitung

konsentrasi reaktan dan produk dalam

kesetimbangan!

2. Konstanta kesetimbangan untuk reaksi H₂ dengan I₂ adalah 37 pada 700K

(30)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

3. Hitung konsentrasi Pb2+ dan IO

3- jika diketahui

konstanta kesetimbangan Pb(IO₃)₂ dengan reaksi: Pb(IO₃)_2(s) === Pb2+

(aq) + 2IO3-(aq)Ksp = 2,5 x

10-13

(31)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(32)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Reaksi Kompleks

Teori Lewis  menggunakan pemecahan dan

pembentukan

ikatan kovalen untuk menjelaskan

karakteristik

asam-basa (banyak digunakan untuk reaksi antara

ion logam dan ligan)

Asam : penerima (acceptor) pasangan

elektron

Basa : pemberi (donor) pasangan elektron

Ligan : basa lewis yang berikatan dengan ion logam

Produk reaksi: kompleks logam-ligan

Cd

2+

(aq)

+ 4(:NH

3

)

(aq)

===

(33)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Konstanta pembentukan untuk reaksi

 Konstanta kesetimbangan untuk reaksi antara logam dan ligan yang berikatan

membentuk kompleks logam-ligan (K_f)



 Konstanta kesetimbangan untuk reaksi

dimana kompleks logam-ligan terdisosiasi

(34)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Reaksi bertahap:

Konstanta pembentukan bertahap  konstanta

pembentukan untuk kompleks logam-ligan yang mana hanya ligan yang ditambahkan ke ion logam / kompleks logam-ligan (misal: K1,K2,K3…dst)

Konstanta pembentukan kumulatif  konstanta

(35)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Konstanta pembentukan kumulatif:

b

_i

= K

₁

x K

₂

x K

₃

x…x K

_i

Misal:

Reaksi AgCl

_(s)

+ Cl

-(aq)

=== AgCl

2-(aq)

Reaksi dapat dipisah menjadi reaksi kelarutan AgCl dan pembentukan bertahap:

AgCl

_(s)

=== Ag

+

(aq)

+ Cl

-(aq)

, K

sp

Ag

+

(aq)

+ Cl

-(aq)

=== AgCl

(aq)

, K

1

AgCl

_(aq)

+ Cl

-(aq)

=== AgCl

2-(aq)

,

K

₂

(36)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Larutan Bufer



_{Larutan yang mengandung pasangan asam}

lemah

/

basa

lemah

konjugasi

yang

menghambat perubahan dalam pH ketika asam

kuat / basa kuat ditambahkan (misal campuran

asam asetat dan natrium asetat)

CH₃COOH_(aq) + H₂O_(l) === H₃O+

(aq) + CH3COO-(aq)

Ka = 1,75 x 10-5

(37)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Persamaan umum Bufer

Terdiri dari asam lemah (HA) dan garam dari basa konjugasi (NaA)

NaA_(aq) === Na+

(38)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Neraca massa HA dan Na+

C_HA + C_NaA = [HA] + [A-] (3)

C_NaA = [Na+] (4)

Neraca perubahan

[H₃O+] + [Na+] = [OH-] + [A-] (5)

Subs pers. 5 ke 4 [A-] = C

NaA - [OH-] + [H3O+] (6)

Subs pers. 63 ke 6

[HA] = C_HA + [OH-] - [H

(39)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

 



Persamaan umum pH untuk larutan bufer

Jika konsentrasi awal asam lemah dan basa lemah > [H3O+] dan [OH-], persamaan menjadi:

Persamaan Henderson-Hasselbalch

 Persamaan yang menunjukkan hubungan antara

(40)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Soal:

1. Hitung pH bufer dari campuran 0,02 M NH₃ dan 0,03 NH₄Cl, selanjutnya berapa pH setelah

(41)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(42)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Aktivitas dan koefsien aktivitas

Aktivitas  konstanta kesetimbangan dihitung

(43)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Kekuatan ionik

 metode kuantitatif untuk melaporkan komposisi ionik dari larutan yang memberi pengaruh cukup besar terhadap ion bermuatan

(44)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

(45)

KESETIMBANGAN ASAM

BASA

Reaksi Oksidasi Reduksi

_{Elektron tidak dibagi, tetapi dipindahkan dari satu}

reaktan ke lainnya

Oksidasi  kehilangan elektron Reduksi  mendapat elektron

Oksidator  molekul yang menerima elektron dari molekul

lain (oxidizing agent)

Reduktor  molekul yang memberi elektron ke

molekul lain

(reducing agent)