A. LARUTAN PENYANGGA B. HIDROLISIS - Hidrolisis

A.

LARUTAN PENYANGGA

B.

HIDROLISIS

LARUTAN PENYANGGA DAN HIDROLISIS

6

Pada bab sebelumnya, kita sudah mempelajari tentang reaksi asam-basa dan titrasi. Jika asam direaksikan dengan basa akan menghasilkan garam dan air, yang disebut reaksi penetralan. Garam adalah campuran antara asam de-ngan basa dan reaksinya disebut penetralan maka kita cenderung mengatakan bahwa garam bersifat netral. Jika garam bersifat netral, maka pH garam adalah 7, tetapi apakah semua demikian?

Perhatikan grafik titrasi asam – basa di bawah ini.

(Grafik titrasi antara 50 mL larutan CH₃COOH 0,1 M dengan larutan NaOH 0,1 M)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10

9 8 7 6 5 4 3 2 1 11 12 13 14

Apakah yang dapat kamu simpulkan tentang grafik titrasi asam – basa di atas?

Dalam menjawab pertanyaan tersebut, marilah kita pelajari tentang larutan penyangga dan hidrolisis.

Sebelum kita pelajari lebih mendalam tentang larutan penyangga dan hidrolisis terlebih dahulu kita perhatikan peta konsep mengenai larutan penyangga dan hidrolisis.

Pete konsep kesetimbangan desosiasi

A. LARUTAN PENYANGGA

Tahukah kamu, bahwa buah-buahan dalam kaleng terdapat sistem penyangga? Sistem penyangga yang ada di sini adalah campuran antara Asam sitrat dan Natrium sitrat, yang berfungsi mempertahankan pH agar tidak mudah dirusak oleh bakteri. Apakah larutan penyangga itu?

1. Sifat Larutan Penyangga

Larutan penyangga (buffer) disebut juga larutan penahan atau larutan dapar. Disebut penyangga/penahan, karena larutan ini mempunyai sifat dapat menyangga/menahan pH larutan tersebut dari pengaruh penambahan sedikit asam, sedikit basa atau pengenceran. Artinya, bila ke dalam larutan buffer ditambahkan sedikit asam, sedikit basa atau air maka pH larutan tersebut tidak mengalami perubahan yang berarti (dianggap tetap).

KESETIMBANGAN

DISOSIASI

dibedakan terdapat pada

hidrolisis total larutan

penyangga asam

larutan penyangga

basa larutan

penyangga hidrolisis

hidrolisis parsial

hidrolisis anion hidrolisis

kation dibedakan

2. Pengertian Larutan Penyangga

Apa komposisi larutan ini, sehingga mampu mempertahankan harga pH-nya dari pengaruh zat-zat tersebut? Berdasarkan komponen penyusunnya, larutan buffer ini dibedakan menjadi dua.

a. Buffer Asam

Buffer asamadalah larutan yang berisi campuran antara asam lemah dengan basa konjugasinya.

Contoh: larutan yang berisi campuran

Ingat !

Antara asam dan basa konju-gasinya hanya ada selisih satu ion H+_{dalam rumus} kimia-nya

asam lemah basa konjugasinya

Keterangan:

- basa konjugasi ini berasal dari garamnya (garam yang berasal dari asam tersebut dengan suatu basa kuat)

Contoh:

CH₃COO- _{dapat berasal dari CH}

3COONa, CH3COOK, (CH₃COO)₂Ba, (CH₃COO)₂Sr atau garam asetat lain yang basanya kuat. Atau dengan kata lain, buffer asam ini berisi campuran antara asam lemah dengan garamnya.

Contoh:

CH₃COOH + CH₃COONa CH₃COOH + CH₃COOK H₃PO₄+ NaH₂PO₄ NaH₂PO₄+ Na₂HPO₄

b. Buffer Basa

Buffer basa adalah larutan yang berisi campuran antara basa lemah dengan asam konjugasinya.

Contoh:

Larutan yang berisi campuran basa lemah NH₃ dengan asam konjugasinya yaitu NH₄+

CH₃COO -HCO₃ -H₂PO₄ -HC₂O₄ -+

Keterangan:

- NH₃dalam air dapat ditulis NH_3(aq)atau NH₄OH_(aq) - NH₄+_{ini berasal dari garamnya (garam yang berasal dari NH}

4dengan suatu asam kuat). Jadi NH₄+ _{dapat berasal dari NH}

4Cl, NH4NO3, (NH₄)₂SO₄, dan sebagainya. Atau dapat dikatakan buffer basa berisi campuran antara basa lemah dengan garamnya.

Contoh:

NH₄OH + NH₄Cl NH₄OH + (NH₄)₂SO₄ NH₄OH + NH₄NO₃

3. Cara Membuat Larutan Penyangga

Larutan penyangga dapat dibuat dengan dua cara, yaitu cara langsung dan cara tidak langsung.

Tabel 6.1 Pembuatan buffer

Contoh soal 6.1

Dicampurkan 20 mL larutan CH₃COOH 0,2 M dengan 10 mL larutan Ca(OH)₂0,1 M.

Pembuatan buffer Buffer asam Buffer basa

1. Cara langsung - Langsung mencampurkan: - Langsung mencampurkan:

Contoh: Contoh:

10 ml CH₃COOH 0,1 M + 10 ml NH₄OH 0,1 M + 20 ml CH₃COONa 0,1 M 25 ml NH₄Cl 0,1 M (Volum dan konsentrasi (Volum dan konsentrasi

sembarang) sembarang)

2. Cara tidak langsung - Dengan cara mereaksikan - Dengan cara mereaksikan (melalui reaksi)

mula2 _{= MaVa MbVb - - MbVb MaVa}

-reaksi = MbVb MbVb MbVb MaVa MaVa MaVa

Akhir = (MaVa–MbVb) - MbVb (MbVb–MaVa) MaVa

* Pada bagian reaksi berlaku = perbandingan koefisien = perbandingan mol

* Pada reaksi tersebut asam lemah atau basa lemah harus ada yang tersisa.

bs. lemah + as. kuat →garam + air as. lemah + bs kuat →garam + air

Pada akhir reaksi tentukan:

a. zat apa yang ada dalam campuran tersebut? b. apakah larutan tersebut termasuk sistem buffer? Jawab:

CH₃COOH = asam asam ketemu basa maka harus direaksikan Ca(OH)₂= basa (cara tidak langsung)

2CH₃COOH + Ca(OH)₂ ⎯→(CH₃COO)₂Ca + 2H₂O

mula-mula = 20 . 0,2 = 4 mmol 10 . 0,1 mmol -

-bereaksi = 2 mmol 1 mmol 1 mmol 2 mmol

akhir = 2 mmol - 1 mmol 2 mmol

a. Setelah reaksi selesai, zat yang ada dalam larutan adalah: CH₃COOH = 2 mmol

(CH₃COO)₂Ca = 1 mmol

H₂O yang dihasilkan dari reaksi diabaikan, karena jumlahnya sa-ngat sedikit dan bergabung dengan H₂O dari pelarut.

b. Ya, karena yang terakhir ada dalam larutan zatnya adalah campuran

CH₃COOH (asam lemah) dengan (CH₃COO)₂Ca (garamnya)

Jadi merupakan pasangan buffer asam

Contoh soal 6.2

50 ml larutan NH₄OH 0,1 M dicampur dengan 100 ml larutan HCl 0,1 M. Apakah campuran ini merupakan sistem buffer?

Jawab:

NH₄OH + HCl ⎯→ NH₄Cl + H₂O

mula-mula = 5 mmol 10 mmol

-bereaksi = 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol

akhir = 0 5 mmol 5 mmol ⇒ campuran

asam kuat dan garam

4. pH Larutan Penyangga

a. Buffer Asam (campuran asam lemah dengan garamnya)

Contoh: campuran CH₃COOH + CH₃COONa

- Dalam air, kedua senyawa tersebut mengalami ionisasi I. CH₃COOH _← → H+_{+ CH}

3COO- (elektrolit lemah, α ≈ 0) II. CH₃COONa →Na+_{+ CH}

3COO- (elektrolit kuat, α ≈ 1) - Pada reaksi I (asam lemah), mempunyai harga Ka:

- Dalam campuran ini, ion CH₃COO-_{berasal dari 2 sumber, yaitu} CH₃COOH (asam) dan CH₃COONa (garam)

[CH₃COO-_{] = [CH}

3COO-](asam) + [CH3COO-](garam)

Tetapi karena [CH₃COO-_{](asam) jauh lebih kecil dibanding} [CH₃COO-_{](garam) maka [CH}

3COO-](asam) diabaikan sehingga [CH₃COO-_{] = [CH}

3COO-](garam) = [CH3COONa] = [garam] - Bila [CH₃COO-_{] = [asam] maka persamaan di atas dapat ditulis:}

- Karena baik asam maupun garam berada dalam volum yang sama (yaitu volum campuran) maka volum asam = volum garam dan

atau

bila volum larutan bila volum larutan

dalam liter dalam mL

Bila garam mengikat basa konjugasi lebih dari satu, misal (CH₃COO)₂Sr maka garam ini akan terionisasi menjadi:

[H ] Ka. mmol asam

H Ka mol asam liter mol

+

+

=

= asam

garam/liter garam

(CH₃COO)₂Sr ⎯→Sr2+_{+ 2CH}

b. Buffer Basa

Contoh: Larutan yang berisi campuran NH₄OH + NH₄Cl. Dalam air, kedua larutan mengalami ionisasi

I. NH₄OH _{← Ν}→ H₄+_{+ OH}- _{(elektrolit lemah,} α ≈ ₀₎ II. NH₄Cl →NH₄+_{+ Cl}- _{(elektrolit kuat,} α ≈ ₁₎

Pada reaksi I (basa lemah) mempunyai harga Kb

Dalam campuran, [NH₄+_{] berasal dari NH}

4OH (jumlahnya sangat kecil, diabaikan) dan dari NH₄Cl.

Maka [NH₄+_{] = [NH}

4+] garam = konsentrasi garam NH4Cl = [garam] Bila [NH₄OH] = konsentrasi basa = [basa] maka persamaan reaksi di

atas menjadi:

atau

Contoh soal 6.3

1. Berapakah pH campuran yang terbuat dari

a. 500 ml larutan CH₃COOH 0,5 M + 200 ml larutan KOH 0,5 M

mula-mula = 250 mmol 100 mmol

reaksi = 100 mmol 100 mmol 100 mmol

akhir = 150 mmol 100 mmol (campuran asam lemah +garamnya)

b. NH₄OH + HNO₃ ⎯→ NH₄NO₃+ H₂O mula-mula = 25 mmol 10 mmol

reaksi = 10 mmol 10 mmol 10 mmol

akhir = 15 mmol - 10 mmol (campuran

basa lemah + garamnya

c. 2NH₄OH + H₂SO₄ ⎯→ (NH₄)SO₄+ 2H₂O mula-mula = 20 mmol 5 mmol

reaksi = 10 mmol 5 mmol 5 mmol 10 mmol

akhir = 10 mmol - 5 mmol buffer basa

d. CH₃COOH + CH₃COONa →tidak bereaksi karena sudah merupakan 10 mmol dan 2,5 mmol pasangan buffer

2. Campuran HCOOH 0,5 M dengan HCOOK 0,4 M mempunyai pH = 4. Jika Ka HCOOH = 2 x 10-4_{, berapakah perbandingan volum} HCOOH dan HCOOK?

Jawab: Misal:

Jadi, perbandingan volum HCOOH : volum HCOOK = 4 : 10 3. Tersedia larutan NH₄OH 0,2 M sebanyak 50 ml. Untuk membuat

larutan penyangga dengan pH = 10. Berapakah volum HCl 1 M yang harus ditambahkan ke dalam larutan tersebut? Kb NH₄OH = 10-5

Jawab:

- Terlebih dahulu perhatikan jenis zat-zat yang ada dalam campuran

- Karena yang ada dalam campuran NH₄OH (basa) dan HCl (asam) maka asam basa tersebut harus direaksikan. Cantumkan yang diketahui

NH₄OH + HCl ⎯→ NH₄Cl + H₂O

mula-mula = 10 mmol Va mmol

reaksi = Va mmol Va mmol Va mmol akhir = (10–Va) mmol 1 Va mmol

syarat buffer yang kuat harus habis (sebagai pereaksi pembatas) Kb = 10-5

volume asam dimisalkan = Va pH = 10 ⇒larutan bersifat basa pOH = 14 – 10 = 54

[OH-_{] = 10}-4_M

- Pada akhir reaksi, yang ada campuran NH₄OH + NH₄Cl (buffer basa) maka rumus yang dipakai

Jadi, larutan tersebut harus ditambah HCl 1 M sebanyak 0,9 ml.

[ ] .

.(

–

OH Kb asa

garam

Va Va

Va

−

−

=

= =

= ⇒

mmol b mmol

10 10 – Va) Va

Va = 0, 9 mL

-5

10

10 10

11 10

4

. .

,

Mg Vg Ma Va Vg

= =

=

. 0, 5 Va Va

Vg 2

0 4 2

5. Perbedaan Perubahan pH pada Larutan Penyangga dan

Nonpenyangga

Seperti telah dijelaskan di depan, bahwa sifat larutan penyangga adalah dapat mempertahankan harga pH dari pengaruh penambahan sedikit asam, sedikit basa, atau pengenceran

a. Penambahan sedikit asam

1) Penambahan sedikit asam pada larutan nonpenyangga

Misal: pada larutan NaCl 0,1 M sebanyak 50 ml, ditambahkan larutan HCl 0,1 M sebanyak 1 ml. Berapakah perubahan pH pada larutan bukan penyangga tersebut? (log 2 = 0,3)

- sebelum ditambahkan HCl, pH larutan NaCl = 7 (karena berasal dari asam kuat dan basa kuat maka bersifat netral) - setelah ditambah 1 ml HCl 0,1 M, pH larutan ini = pH

larut-an HCl

Jadi perubahan pH yang terjadi = 7 - 2,7 = 4,3 satuan.

2) Penambahan sedikit asam pada larutan penyangga

Bila 1 ml HCl 0,1 M tersebut ditambahkan pada larutan penyangga, misal pada larutan yang berisi campuran 25 ml larutan CH₃COOH 0,1 M dengan 25 ml larutan CH₃COONa 0,1 M. Ka CH₃COOH = 10-5_.

Berapakah perubahan pH pada larutan penyangga ini? - Sebelum ditambahkan HCl

- Sesudah ditambahkan HCl

ion H+ _{dari HCl ini bereaksi dengan ion CH}

3COO- yang berasal dari CH₃COONa

mula-mula = 2,5 mmol 0,1 mmol 2,5 mmol reaksi = 0,1 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol

akhir = 2,4 mmol 0 2,6 mmol

(garam) (asam)

Jadi, perubahan pH yang terjadi = 5 – 4,965 = 0,00024 satuan

b. Penambahan sedikit basa

1) Pada larutan NaCl (nonpenyangga)

NaCl 0,1 M + NaOH 0,1 M⎯→pH = ...?

50 ml 1 ml

pH = 7

Setelah ditambah NaOH ada perubahan pH = 11,30 – 7 = 4,30 satuan

2) Pada larutan penyangga

CH₃COOH 0,1 M + CH₃COONa 0,1 M + NaOH 0,1 M→pH = ...?

25 ml (Ka = 10-5_{) 25 ml 1 ml}

pH penyangga sebelum ditambahkan NaOH = 5

Pada penambahan NaOH, terjadi reaksi antara CH₃COOH de-ngan OH-_{dari NaOH, menurut reaksi}

Jadi, ada perubahan pH sebesar 0,0348 satuan

c. Pengenceran (penambahan air)

Ditinjau dari rumus penyangga

maka penambahan air tidak mempengaruhi besarnya [H+_{] atau [OH}-_]. Secara teoretis pH pun tidak berubah. Namun perlu juga diketahui bila penambahan air terlalu berlebihan (pada pengenceran 10 kali atau lebih) dapat menyebabkan garam yang ada terhidrolisis (ter-urai oleh air) sehingga menjadi berkurang dan sebaliknya asam atau basanya menjadi bertambah. Akibatnya pH-nya juga mengalami perubahan yang cukup besar.

Contoh 6.4

100 ml NH₄OH 1 M dicampur dengan 100 ml NH₄Br 2 M. Kb NH₄OH = 10-5_{. Jika ke dalam campuran ini ditambahkan 800 ml air,} tentukan pH campuran sebelum dan sesudah diencerkan!

Jawab:

a. Sebelum diencerkan

b. Setelah diencerkan

Diencerkan sama dengan ditambah air ⇒ yang berubah hanya volum larutan, sedangkan jumlah mol zat terlarutnya (mol basa dan mol garamnya) tetap.

Maka pH larutan pun tetap = 8 + log 5.

6. Fungsi Larutan Penyangga dalam Tubuh Makhluk Hidup dan

dalam Kehidupan Sehari-hari

a. Dalam tubuh manusia

Dalam tubuh manusia terdapat sistem penyangga yang berperan dalam mempertahankan pH, yaitu sebagai berikut.

1) Pasangan asam basa konjugasi dari H₂CO₃- _{+ HCO}- _terdapat dalam darah. Pasangan buffer ini dapat bereaksi dengan asam maupun basa sebagai berikut.

(i) H₂CO_3(aq)+ OH

-(aq) ← → HCO3-(aq)+ H2O(l₎

(ii) HCO₃

-(aq)+ H+(aq) ← → H2CO3(aq)

- Bila darah menerima zat yang bersifat basa maka H₂CO₃ akan berubah menjadi HCO₃-_{(lihat persamaan i). Bersamaan} dengan itu untuk mengimbangi pertambahan ion HCO₃ -maka darah mengikat CO₂ yang ada dalam paru-paru sehingga berubah menjadi H₂CO₃ (CO₂ bereaksi dengan H₂O).

- Sebaliknya bila darah menerima zat yang bersifat asam (hasil metabolisme) maka ion HCO₃-_{akan berubah menjadi H}

2CO3 (lihat persamaan ii), akibatnya jumlah H₂CO₃makin banyak. H₂CO₃ini akan terurai menjadi H₂O dan CO₂. Kelebihan CO₂ ini dikeluarkan melalui paru-paru pada waktu bernapas. Dengan adanya buffer H₂CO₃- _{– HCO}

3- menyebabkan pH darah bertahan antara 7,35 - 7,45. Apabila mekanisme peng-aturan pH dalam tubuh gagal (misal sakit) sehingga pH turun sampai di bawah 7 atau naik sampai di atas 7,8 maka dapat menyebabkan kerusakan yang permanen pada organ tubuh, atau bahkan kematian.

2) Pada cairan intrasel dalam tubuh, terdapat sistem penyangga H₂PO₄-_{– HPO}

42-.Sistem ini bereaksi dengan asam maupun basa. (i) H₂PO₄

(ii) HPO₄

2-(aq)+ H+(aq) ← → H2PO4-(aq)

Campuran penyangga ini berperan dalam ekskresi ion H+_pada ginjal.

3) Suatu enzim akan dapat bekerja dengan baik bila berada dalam pH tertentu. Untuk tetap dapat mempertahankan pH ini tentu saja diperlukan adanya suatu sistem penyangga tertentu.

Demikian juga, untuk tumbuhnya kultur suatu bakteri diperlukan lingkungan dengan pH tertentu.

b. Dalam industri farmasi

Dalam industri farmasi l

arutan buffer (biasanya digunakan senyawa H₃PO₄ – H₂PO₄-_{) biasa ditambahkan pada waktu} pembuatan obat-obatan, dengan tujuan agar zat aktif obat tetap berada pada pH tertentu, meskipun ada pengaruh penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat dan pengenceran.

Di samping itu larutan buffer juga diperlukan di bidang fotografi, industri kulit, dan zat warna. Buah-buahan dalam kaleng, perlu ditambahkan asam sitrat dan Natrium sitrat untuk menjaga pH agar tidak mudah dirusak oleh bakteri.

B. HIDROLISIS

Seperti telah kita ketahui, reaksi

disebut reaksi penetralan.

Akan tetapi, apakah setiap senyawa garam bila dilarutkan dalam air selalu menghasilkan larutan yang bersifat netral? Berikut ini adalah peruba-han yang terjadi pada kertas lakmus bila dimasukkan dalam larutan garam.

Tabel 6.2 Sifat larutan garam

Larutan Perubahan kertas lakmus Sifat larutan

Biru Merah

NaCl biru merah netral

CH₃COONa biru biru basa

NH₄Cl merah merah asam

Na₂SO₄ biru biru netral

Na₂CO₃ biru biru basa

NH₄F merah merah asam

CH₃COONH₄ biru merah netral

Data di atas dapat disimpulkan bahwa larutan garam ada yang bersifat asam, basa, atau netral. Mengapa larutan garam ada yang bersifat asam, basa, atau netral? Dalam menjelaskan sifat larutan garam ini digunakan konsep hidrolisis.

1. Pengertian hidrolisis

Hidrolisis berasal dari kata hidro yang berarti air dan analisis yang berarti peruraian. Jadi hidrolisis garam adalah peristiwa penguraian garam oleh air menjadi asam dan atau basa pembentuknya.

Garam tersusun oleh kation (ion positif) yang berasal dari basa dan anion (ion negatif) yang berasal dari asam. Sebagai elektrolit kuat, garam LA di dalam air terionisasi sempurna, menghasilkan kation L+ dan anion A-_.

Reaksinya: LA_(aq)⎯→L+

(aq)+ A-(aq)

Menurut konsep ini, hanya kation dan anion yang lemah saja yang mengalami hidrolisis (bereaksi dengan air) sehingga membentuk asam atau basa penyusun garam tersebut.

a. Hidrolisis garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah

Misal: CH₃COONa Reaksinya:

CH₃COONa_(aq)⎯→CH₃COO

-(aq)+ Na+(aq) CH₃COO

-(aq)+ H2O(l₎→← CH₃COOH_aq)+ OH-_(aq) ⇒hidrolisis identik

(anion lemah) (asam) reaksi asam basa Bronsted-Lowry

Adanya ion OH- _{ini menunjukkan bahwa hasil hirolisis garam} yang berasal dari basa kuat dan asam lemah menghasilkan larutan yang bersifat basa (pH > 7).

b. Hidrolisis garam yang berasal dari basa lemah dan asam kuat

Misal: NH₄Cl Reaksinya:

NH₄Cl_(aq)⎯→NH₄+

(aq)+ Cl-(aq) NH₄+

(aq)+ H2O(l₎→← NH₄OH + H+_(aq)

(kation lemah)

c. Hidrolisis garam yang berasal dari basa lemah dan asam lemah

Misal: CH₃COONH₄ Reaksinya:

CH₃COONH_4(aq)⎯→CH₃COO

-(aq)+ NH4+(aq) CH₃COO

-(aq)+ H2O(l₎→← CH₃COOH_aq)+ OH-_(aq)

(anion lemah) NH₄+

(aq)+ H2O(l₎→← NH₄OH_aq)+ H+_(aq)

(kation lemah) (basa)

Pada garam yang berasal dari basa lemah dan asam lemah, baik kation maupun anionnya mengalami hidrolisis, sehingga menghaslkan asam dan sekaligus basa pembentuk garam tersebut. Peristiwa hidrolisis seperti ini disebut hidrolisis total atau sempurna. Adapun bila dalam hidrolisisnya hanya diperoleh asam atau basa pembentuk garam tersebut, hidrolisisnya disebut hidrolisis sebagian atau parsial.

Bagaimanakah sifat larutan yang dihasilkan dari hidrolisis garam jenis ini?

d. Garam yang berasal dari basa kuat dan asam kuat

Misal: NaCl Reaksinya:

NaCl_(aq)⎯→Na+

(aq)+ Cl-(aq)

Baik ion Na+ _{maupun ion Cl}- _{merupakan kation dan anion kuat,} sehingga keduanya tidak bereaksi dengan air (tidak mengalami hidrolisis).

Na+

(aq)+ H2O(l₎⎯→tidak bereaksi

Cl

-(aq)+ H2O(l₎⎯→tidak bereaksi

Karena tidak dihasilkan ion H+ _{maupun OH}- _{yang baru, maka} berarti konsentrasi ion H+ _{dan ion OH}- _{tetap sama seperti yang} terkandung dalam pelarut (H₂O). Dengan demikian larutan ini tetap bersifat netral (pH = 7).

2. Tetapan Hidrolisis (Kh) dan pH Larutan Hasil Hidrolisis Garam

a. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah

1) Penentuan rumusan Kh Contoh: Garam NH₄Cl NH₄Cl_(aq)⎯→NH₄+

(aq)+ Cl-(aq)... (i) NH₄+

(aq)+ H2O(l₎←→ NH₄OH(_aq)+ H+_(aq) ... (ii)

Karena H₂O yang bereaksi sangat sedikit, maka konsentrasinya dianggap tidak berubah (tetap)

[H₂O] sebagai bilangan yang tetap disatukan dengan K yang juga suatu tetapan, menjadi

maka

2) Penentuan rumus [H+_]

Karena pada garam ini asamnya lebih kuat, maka untuk menen-tukan harga pH larutan dilakukan dengan cara mencari [H+_] sebagai berikut.

Dari persamaan (ii) diketahui NH₄+

(aq)+ H2O(l₎→← NH₄OH(_aq)+ H+_(aq)

Pada kesetimbangan ini besarnya [NH₄OH] = [H+_{] sehingga} dapat ditulis:

maka

Karena [NH₄+_{] berasal dari garam NH}

4Cl (lihat persamaan (i)) maka [NH₄+_{] = [NH}

4Cl] = molaritas garam = Mg

Dan atau

Untuk garam (NH₄)₂SO₄dalam air terionisasi menjadi: (NH₄)₂SO_4(aq)⎯→2NH₄+

(aq)+ SO42-(aq) Dari persamaan ini diketahui bahwa:

[NH₄+_{] = 2 [(NH}

4)2SO4] = 2 Mg. maka atau

b. Garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah

1) Penentuan rumus Kh Contoh: garam CH₃COONa CH₃COONa_(aq)⎯→CH₃COO

maka atau

Selanjutnya, bagaimana cara menghitung pH larutan ini? Karena pada garam ini basanya lebih kuat maka harus mencari besarnya [OH-_{] yang ada dalam larutan tersebut.}

b. Penentuan rumusan [OH-_] Perhatikan kembali persamaan: CH₃COO

-(aq)+ H2O(l₎→← CH₃COOH(_aq)+ OH-_(aq)

dan

Pada reaksi hidrolisis ini, mol CH₃COOH dan mol OH-_yang ter-jadi adalah ekuivalen maka [CH₃COOH] = [OH-_{], sehingga} per-samaan di atas dapat ditulis:

Karena CH₃COO-_{berasal dari CH}

3COONa (lihat persamaan (i)) maka [CH₃COO-_{] = [CH}

3COONa] = molaritas garam = Mg

Dan atau

Untuk garam Ca(CH₃COO)₂yang mengandung [CH₃COO-_{] = 2} x Mg berlaku:

atau [OH−]= Kw

Karena CH COOH

c. Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah

1) Penentuan rumusan Kh

Misal: Garam CH₃COONH₄. Garam ini dalam air terionisasi menjadi

CH₃COONH_4(aq)⎯→CH₃COO

-(aq)+ NH4+(aq)

Karena baik kation maupun anionnya lemah maka keduanya mengalami hirolisis.

Dengan demikian besarnya [H+_{] tidak bergantung pada} konsentrasi garam, melainkan hanya bergantung pada harga Ka dan Kb.

1. Bila Ka = Kb maka larutan bersifat netral (pH = 7) 2. Bila Ka > Kb maka larutan bersifat asam (pH < 7) 3. Bila Kb > Ka maka larutan bersifat basa (pH > 7)

Tabel 6.3 Rumus pH dari hidrolisis garam

[H ] Ka Kw

No. Jenis garam Hidrolisis pH Rumus [H

+_]

Kh larutan atau [OH-_]

1. Garam dari asam tidak terhi- pH = 7 - -kuat dan basa -kuat drolisis (bersifat

netral)

2. Garam dari asam terhidrolisis pH < 7 kuat dan basa sebagian (bersifat

lemah asam)

3. Garam dari basa hidrolisis pH > 7 kuat dan asam sebagian (bersifat

lemah basa)

Contoh soal 6.5

1. Sebanyak 10,7 gram garam NH₄Cl (Mr = 53,5) dilarutkan dalam air hingga volume larutan menjadi 500 ml.

a. Tentukan konsentrasi larutan NH₄Cl!

b. Jika Kb NH₄OH = 1 x 10-5_{berapa pH larutan garam tersebut?} Jawab:

a.

Jadi konsentrasi larutan NH₄Cl = 0,4 M = 4 . 10-1_M

b. NH₄Cl adalah garam, yang kuat asamnya, jadi digunakan rumus:

2. 100 ml larutan NaOH 0,1 M dicampur dengan 25 ml larutan CH₃COOH 0,4 M. (Ka CH₃COOH = 10-5₎

a. Berapa pH larutan masing-masing sebelum dicampur? b. Berapa pH larutan setelah dicampur?

Jawab:

b. Campuran NaOH (basa) dan CH₃COOH (asam) direaksikan dulu

Karena yang ada dalam larutan hanya garam CH₃COONa (yang kuat basanya) maka digunakan rumus:

3. 100 ml larutan (NH₄)₂SO₄0,1 M, Kh = 10-9 Berapakah pH larutan tersebut?

Jawab:

Latihan

Data pH dan volum NaOH yang digunakan jika direaksikan 50 mL CH₃COOH 0,1 M dengan NaOH 0,1 M adalah:

a. Buatlah grafik perubahan pH larutan sebagai fungsi volum larutan NaOH yang ditambahkan dari data di atas! Gunakan milimeter block!

b. Dari grafik tersebut, tentukan titik ekuivalennya!

c. (i) pada penambahaan volum NaOH sebanyak 25 mL ternyata pH, larut-an adalah 4,74

(ii) pada penambahan volum NaOH sebanyak 50 mL, pH larutan adalah 8,72

(iii)pada penambahan volum NaOH sebanyak 51 mL, pH larutan adalah 11,0

Menyataan di atas, berilah penjelasan dengan perhitungan mengapa demikian?

Volum NaOH _{0 25 48 49 49,8 49,9 50 50,1 50,2 51}

yang ditambahkan

pH larutan 2,87 4,74 6,12 6,43 7,34 7,44 8,72 10,0 10,3 11,0

log .

log

log

, pH

pH

−

= − = −

= − =

2 10

5 2

5 1

2 2

4 85

5

1 2

Larutan penyangga Buffer asam

Buffer basa Hidrolisis

Tetapan hidrolisis

- Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH bila ditam-bah sedikit asam basa atau air

- 2 jenis larutan buffer:

larutan buffer asam: campuran antara asam lemah dan basa konjugasi

larutan buffer basa: campuran antara basa lemah dan asam konjugasinya

- * Rumus mencari pH buffer asam

* Rumus mencari pH buffer basa

- Hidrolisis: peristiwa penguraian garam oleh air

- Jenis-jenis hidrolisis:

a. Hidrolisis garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah garamnya bersifat basa, garam terhidrolisis sebagian

b. Hidrolisis garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah, garamnya bersifat asam, garam terhidrolisis sebagian

c. Hidrolisis garam yang berasal dari basa lemah dan asam lemah, sifat garam tergantung harga Ka/Kb garam terhidrolisis total.

- pH hidrolisis

a. Garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah

Kh Kw Ka

OH Kh Mg

=

=

−

[ ] .

[OH ] Kb. mol mol

− ₌ basa

garam [H+]=Ka. mol asam

mol garam

RANGKUMAN

KK

KK

aa

aa

tt

tt

aa

aa

KK

KK

uu

uu

b. Garam yang berasal dari basa lemah dan asam kuat

c. Garam yang berasal dari basa lemah dan asam kuat

Kh Kw

I. Pilihlah jawaban yang tepat!

ELATIHAN SOAL

P

P

1. Larutan penyangga berisi cam-puran ....

a. asam lemah dengan garam apa saja

b. asam lemah dengan basa kuat

c. asam kuat garamnya

d. basa lemah dengan asam konjugasinya

e. basa lemah dengan asam lemah

2. Campuran larutan-larutan berikut yang bukan bersifat buffer adalah ....

a. HCOOH + Ba(HCOO)₂ b. NaOH + Ba(HCOO)₂ c. NH₃+ (NH₄)₂SO₄ d. NaH₂PO₄+ Na₂HPO₄ e. H₃PO₄+ NaH₂PO₄

3. Iika larutan diencerkan menjadi 3 kali volum semula pH larutan tidak berubah. Hal ini terjadi pada larutan yang mengan-dung ....

4. Suatu larutan yang mengan-dung 0,1 mol asam asetat (Ka = 10-5_{) dan 0, 01 mol Natrium} asetat mempunyai pH ....

a. 2 d. 5

b. 3 e. 6

5. Jika 100 ml HCl 0,1 M dicam-purkan dengan 200 ml larutan NH₃ 0,3 M, (Kb = 10-5_{) pH} larutan adalah ....

a. 5 - log 5 68) dicampur dengan 100 ml larutan HCOOH 0,1 M (Ka = 10-6_{) diperoleh pH = 5. Maka} harga p adalah ... gram.

a. 0,068 b. 0,68 c. 3,4 d. 6,8 e. 7,2

7. Campuran suatu basa lemah NH_3(aq) 1 M dengan larutan garam NH₄Cl 1 M mempunyai pH = 10. Jika Kb NH_3(aq)= 10-5 maka perbandingan volum kedua larutan yang dicampur adalah .... setelah bereaksi adalah ....

a. 5,6 d. 9,6

b. 6,3 e. 10,8

c. 8,3

9. 100 ml larutan suatu asam lemah HA (Ka = 10-5_{) tepat bereaksi} dengan 50 ml larutan KOH 0,2 M. Bila ke dalam 500 ml larutan asam ini ditambahkan 1 gram NaOH (Mr = 40) maka pH larut-an ylarut-ang terjadi adalah ....

a. 1 d. 4

b. 2 e. 5

c. 3

10. Ke dalam larutan basa lemah LOH ditambahkan padatan garam L₂SO₄, sehingga konsen-trasi LOH menjadi 0,1 M dan kon-sentrasi L₂SO₄ 0,05 M. Bila Kb = 10-5_{maka pH campuran adalah ....} a. 5 – log 2 d. 9 + log 2

b. 5 e. 11

c. 9

11. Garam berikut yang tidak me-ngalami hidrolisis adalah .... a. CH₃COOK

b. CH₃COONH₄ c. NH₄Cl

d. Na₂SO₄ e. K₃PO₄

12. Fenolftalin (PP) akan menjadi berwarna merah apabila diteteskan dalam larutan .... a. CH₃COOH d. K₂CO₃ b. NaNO₃ e. NH₄Cl c. H₂SO₄

14. Garam yang dalam air me-ngalami hidrolisis sempurna adalah ....

15. Di antara senyawa-senyawa di bawah ini yang bila dilarutkan dalam air menghasilkan larutan dengan pH lebih dari 7 adalah ....

a. Amonium klorida b. Kalium nitrat c. Natrium asetat d. Amonium asetat e. Aluminium sulfat

16. Jika Ka CH₃COOH = 2 x 10-5 dan Kb NH₄OH = 2 x 10-5_{, maka} pH larutan CH₃COONH₄ 0,02 M adalah ....

a. 5,5 d. 8,5

b. 6,5 e. 10

c. 7

17. Dari campuran larutan di bawah ini yang menghasilkan garam terhidrolisis sebagian dan larutannya bersifat basa adalah .... punyai pH = 11. pH larutan NH₄Cl 0,1 M adalah ....

a. 3 d. 9

b. 5 e. 11

c. 7

19. Jika diketahui Ka CH₃COOH =

1 x 10-5_{. pH larutan}

Ca(CH₃COO)₂0,1 M adalah .... a. 5 - log 1,4 d. 9

b. 5 e. 9 + log 1,4

c. 9 - log 1,4

20. Agar diperoleh larutan dengan pH = 9 maka massa CH₃COONa (Mr = 82) yang harus dilarutkan dalam 10 ml air adalah .... (Ka = 10-5₎

a. 0,08 d. 4,1

b. 0,82 e. 8,2

c. 2,05

II. Jawabah pertanyaan di bawah ini!

1. Apakah yang dimaksud larutan penyangga?

Sebutkan 2 jenis larutan penyangga, masing-masing dengan 3 contoh! 2. Hitunglah pH dari 1 liter larutan yang mengandung 50 mmol

3. 200 ml larutan CH₃COOH 0,2 M dicampur dengan 100 ml larutan NaOH 0,1 M. Tentukan pH larutan itu sebelum dan sesudah dicam-purkan! (Ka CH₃COOH = 1 x 10-5₎

4. Berapa ml larutan CH₃COOH 0,1 M harus ditambahkan ke dalam 200 ml larutan CH₃COOK 0,1 M untuk membuat larutan dengan pH = 5? (Ka CH₃COOH = 1 x 10-5₎

5. Berapa ml larutan NaOH 0,1 M dan larutan CH₃COOH 0,1 M masing-masing diperlukan untuk membuat 120 ml larutan penyangga dengan pH = 5? (Ka CH₃COOH = 1 x 10-5₎

6. Manakah garam di bawah ini yang terhidrolisis sempurna, yang ter-hidrolisis sebagian, dan yang tidak terter-hidrolisis dalam air?

a. Perak nitrat b. Natrium karbonat c. Amonium sulfida d. Barium klorida

7. Sebutkan sifat laruutan (asam, basa, atau netral) berikut a. Amonium bromida

b. Barium klorida c. Aluminium sulfat d. Kalium asetat

8. Bila Ka HCN = 5 x 10-6_{, berapakah tetapan hidrolisis dari larutan} NaCN? (Kw = 10-14₎

9. Bila Kb NH₄OH = 1,8 x 10-5_{berapakah pH larutan NH}

4Cl 0,04 M? 10. 250 ml larutan HF 0,3 M direaksikan dengan 150 ml larutan KOH 0,5 M.