BAB IX TEORI ASAM-BASA DAN pH ASAM - BASA - Asam Basa dan pH (bab VI)

(1)

BAB IX

TEORI ASAM-BASA DAN pH ASAM - BASA

SIFAT ASAM dan BASA

Dari percobaan ; asam ialah zat yang berasa masam dan dapat memerahkan kertas lakmus (mis : as. Cuka, as. Sitrat) sedangkan basa ialah zat yang berasa “hambar” (seperti sabun) dan dapat membirukan kertas lakmus (mis : NaOH).

TEORI ASAM-BASA

1. Teori Arrhenius (Svante Arrhenius, 1884)

Asam ; - ialah zat yang rumusnya mengandung hidrogen dan dalam air dapat melepas ion H+ - Misalnya HCl  H+ + Cl

H2SO4  2H+ + SO4

2-Basa; - ialah zat yang rumusnya mengandung OH dan dalam air dapat melepas ion OH -- Misalnya NaOH, Ca(OH)2 dsb.

NaOH  Na+ + OH

-Reaksi asam-basa menurut Arrhenius disebut netralisasi ; H+ _{(asam) + OH}- _(basa)

 H2O

Kelemahan ; - NH3 tidak mengandung OH-_{, tapi apabila zat ini bercampur dalam air dapat melepas}

OH-_{(bersifat basa).}

- Proses ; NH3 + H2O  NH4OH  OH- + NH4+

-2. Teori Bronsted – Lowry

(J.N. Bronsted dan T.H. Lowry ; 1923).

Asam : - Zat (molekul/ion) yang dapat memberi proton (H+_{) atau disebut proton donor.} - contoh H2SO4  H+ + HSO4

HCO3-  H+ + CO3

2-Basa: - ialah zat (molekul/ion) yang dapat menerima proton, H+_{; disebut proton aseptor.} - contoh : NH3 + H+  NH4+

HCO3- + H+  H2CO3

Reaksi asam-basa pada Bronsted-Lowry adalah proses transfer proton (dari asam ke basa).

HCl + NH3  Cl- + NH4+

Melepas H+ (asam)

Menerima H+_(basa)

Pasangan Asam-Basa Konjugasi

- _{Ialah dua zat ( molekul / ion ) yang rumus keduanya berbeda 1 H}+ - _{Misalnya NH}

3 dengan NH4+ ; HSO4- dengan SO4

2-- _{Asam kunjugasi ialah zat yang kelebihan 1 H}+_{terhadap pasangannya.}

- _{Basa konjugasi ialah zat yang kekurangan 1 H}+_{dari pasangannya.}

Contoh (1) NH3 adalah basa konjugasi dari NH4+, atau

NH4+ : asam konjugasi dari NH3

(2) HSO4- adalah asam kunjugasi dari SO4- tapi

HSO4- adalah basa kunjugasi dari H2SO4

(2)

Reaksi asam-basa Bronsted-Lowry dapat dituliskan sebagai berikut

H2O + NH3 OH- + NH4+

(as.1) (bs.2) (bs.1) (as.2)

3. Teori Lewis (G.N. Lewis)

Asam ; ialah zat (gugus) yang menerima pasangan elektron bebas Basa ; ialah zat (gugus) yang member i pasangan elektron bebas Reaksi asam-basa menurut Lewis akan menghasilkan ikatan koordinasi.

Contoh :

- _{Kekuatan (tingkat) keasaman suatu zat asam dinyatakan oleh banyaknya H}+_{dalam larutan,}

sedangkan kekuatan (tingkat) kebasaannya dinyatakan dengan banyaknya OH-_{dalam larutan.}

- _{Kekuatan asam dituliskan sebagai pH = -log [H}+_]

Dan kekuatan basa dituliskan sebagai pOH = -log [OH-_]

Catatan : (1) p = -log (p = potensial)

(2) Satuan [H+_{] atau [OH}-_{] = molar ( M )}

(3) pH = -log [H+_{] ; maka : [H}+_{] = 10}-pH_M

pOH = -log [OH-_{] ; maka : [OH}-_{] = 10}-pOH_M

Disosiasi Air

- _{Air merupakan}_{elektrolit lemah,}_{sehingga terdisosiasi sebagai berikut : H}

(3)

-- _{Pada suhu 25}o_{C Kw = 10}-14_{, maka dalam air murni}

(H+_{) = OH}-_{) =} ₁₀14 = 10-7 M atau

pH = p OH = -log 10-7_{= 7 atau}

(25o_{C) ……….. (3)}

Sifat Larutan Asam Dalam Air

- _{Jika dalam air terdapat asam (mis : a M H}

2SO4) yang akan melepaskan H+ sebesar 2a M

( H2SO4 2H+ + SO42-) ;

Sedangkan dalam air murni sudah terdapat ion H+_{sebanyak 10}-7_{M ( pers.2) maka dalam larutan}

asam:

[H+_{] = 10}-7_{+ 2a M atau > 10}-7_M

- _{Karena harga Kw konstan (pers. 1) maka [OH}-_{] menjadi < 10}-7_M

- _{Sehingga larutan asam dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :}

(1) [H+_{] > [OH}-_{] (> 10}-7_{M) atau}

(2) [OH-_{] < 10}-7_{M atau pOH > 7}

Sifat Larutan Basa dalam Air

- _{Jika dalam air terdapat basa (mis b M NaOH) yang akan melepas OH}-_{sebesar b M (NaOH}



Na+_{+ OH}-_{) ; Sedangkan dalam air murni sudah terdapat 10}-7_{M OH}-_{maka dalam larutan basa :}

[OH-_{] = (10}-7_{+ b) M atau > 10}-7_M

- _{Sehingga larutan basa dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :} (1) [OH-_{] > [H}+_{] (>10}-7_{M) atau pOH < 7}

(2) [H+_{] < 10}-7_{M atau}

pH Asam

- _{Larutan asam HxZ (x = banyaknya H atau valensi asam) dengan konsentrasi M molar dan} derajat ionisasi 

atau melepaskan H+_sebanyak___{M molar}

menurut persamaan ionisasi berikut. H x Z   H+ + Z-x

(x, , M)   M molar

maka pH larutan asam dirumuskan sebagai berikut

[ atau

Catatan

(1) Contoh asam : HCl (  = 1) , H2SO4 ( = 2)

(2) Asam kuat :  = 1 & asam lemah  < 1

(3) M = konsentrasi asam (molar = mol/liter)

pH Asam Lemah Valensi 1 - _{Misalnya : HCN, CH}

3 COOH, dsb.

- _Rumus (1) [H+_{] =}

 M (2)  = Ka/M

(3) Ka = 2 M (3)

pH + p OH = pKw = 14

pH < 7

pH > 7)

pH = -log (H+) pH = -log x  M

(4)

pH Basa

- Larutan basa L (OH)y (y = banyaknya OH atau valensi basa) dengan konsentrasi M molar dan

derajat ionisasi  akan melepaskan OH- sebesar y  M molar menurut persamaan ionisasi berikut :

L (OH)y  Ly+ + y OH-

(y, , M) y  M molar

- pH larutan basa adalah :

dan

pH Basa Lemah Bervalensi 1 ( misalnya : NH4OH ) - _{Rumus :}

(1) [OH-_{] =}

 M (3)  = Kb/M

(2) (4) pH = 14 - pOH (5) Kb = 2 M

Soal-soal latihan

1. Tuliskan pasangan asam/basa konjugasi dari zat-zat berikut : a) H2SO4 b) HPO42- c) H2O d) NH3 e) OH

-2. Dari reaksi NH3 + H+  NH4+

(No. atom : N = 7, H = 1)

a) Gambarkan terjadinya ikatan koordinasi b) Zat apa sebagai asam atau basa ?

3. Hitunglah pH 200 ml larutan yang mengandung 0,049 mg Asam Sulfat (Mr = 98).

4. Berapa gram NaOH (Mr = 40) harus dilarutkan dalam 250 ml air (vol akhir = 250 ml) agar pH larutan = 11 ?

5. Ke dalam 2 liter air dimasukkan (dengan tekanan) gas amonia sampai jenuh-Larutan yang terjadi mempunyai

pH = 10

6.Jika derajat ionisasi NH4OH = 0,40

Hitunglah : a) molaria larutan tersebut. b) Kb. NH4OH pOH = -log (OH-) = -log y  M

pH = 14 – pOH

(5)

BAB IX

TEORI ASAM-BASA DAN pH ASAM - BASA

SIFAT ASAM dan BASA

Asam ialah zat yang berasa masam dan dapat memerahkan kertas lakmus (mis : as. Cuka, as. Sitrat) Basa ialah zat yang berasa “hambar” (seperti sabun) dan dapat membirukan kertas lakmus (mis : NaOH).

TEORI ASAM-BASA

1.Teori Arrhenius (Svante Arrhenius, 1884)

Asam : zat yang mengandung hidrogen dan dalam air dapat melepas ion H+ - Misalnya HCl  H+ + Cl

H2SO4  2H+ + SO4

2-Basa; zat yang mengandung OH dan dalam air dapat melepas ion OH -- Misalnya NaOH, Ca(OH)2 dsb.

NaOH  Na+ + OH

-Reaksi asam-basa menurut Arrhenius disebut netralisasi ; H+ _{(asam) + OH}- _(basa)

(6)

Kelemahan ; - NH3 tidak mengandung OH-_{, tapi apabila zat ini bercampur dalam air dapat melepas}

OH-_{(bersifat basa).}

- Proses ; NH3 + H2O  NH4OH  OH- + NH4+

-2.Teori Bronsted – Lowry

(J.N. Bronsted dan T.H. Lowry ; 1923).

Asam : Zat (molekul / ion) yang dapat memberi proton (H+_{) atau proton donor.} - contoh H2SO4  H+ + HSO4

HCO3-  H+ + CO3

2-Basa: zat (molekul / ion) yang dapat menerima proton, H+_{; atau proton aseptor.} - contoh : NH3 + H+

 NH4+

HCO3- + H+  H2CO3

Reaksi asam-basa pada Bronsted-Lowry adalah proses transfer proton (dari asam ke basa).

HCl + NH3  Cl- + NH4+

 

Melepas H+ (asam) 



Menerima H+_(basa)

Pasangan Asam-Basa Konjugasi

- _{Dua zat ( molekul / ion ) yang rumusnya berbeda 1 H}+ - _{Misalnya NH}

3 dengan NH4+ ; HSO4- dengan SO4

2-- _{Asam kunjugasi : zat yang kelebihan 1 H}+_{terhadap pasangannya.}

- _{Basa konjugasi : zat yang kekurangan 1 H}+_{dari pasangannya.}

Contoh (1) NH3 adalah basa konjugasi dari NH4+, atau

NH4+ : asam konjugasi dari NH3

(2) HSO4- adalah asam kunjugasi dari SO4- tapi

HSO4- adalah basa kunjugasi dari H2SO4

AMFOLIT. : gugus yang dapat sebagai asam juga sebagai basa ( mis. HSO4- )

Reaksi asam-basa Bronsted-Lowry dapat dituliskan sebagai berikut

H2O + NH3 OH- + NH4+

(as.1) (bs.2) (bs.1) (as.2)   

 

4. Teori Lewis (G.N. Lewis)

Asam ; ialah zat (gugus) yang menerima pasangan elektron bebas Basa ; ialah zat (gugus) yang member i pasangan elektron bebas Reaksi asam-basa menurut Lewis akan menghasilkan ikatan koordinasi.

Contoh :

(7)

(elektron valensi : B = 3 , Cl = 7, N = 5 dan H = 1)

- _{Kekuatan asam ( keasaman ) suatu asam dinyatakan oleh banyaknya H}+

- _{Kekuatan basa ( kebasaan) suatu basa dinyatakan oleh banyaknya OH}-

- _{Kekuatan asam dituliskan sebagai : pH = -log [H}+_]

- _{Air merupakan elektrolit lemah, sehingga terdisosiasi sebagai berikut :} H2O H+ + OH

-2SO4) yang akan melepaskan H+ sebesar 2a M

( H2SO4 2H+ + SO42-) ;

Sedangkan dalam air murni sudah terdapat ion H+_{sebanyak 10}-7_{M ( pers.2) maka dalam larutan}

asam:

(8)

[H+_{] = 10}-7_{+ 2a M atau > 10}-7_M

- _{Karena harga Kw konstan (pers. 1) maka [OH}-_{] menjadi < 10}-7_M

- _{Sehingga larutan asam dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :}

(1) [H+_{] > [OH}-_{] (> 10}-7_{M) atau}

(2) [OH-_{] < 10}-7_{M atau pOH > 7}

Sifat Larutan Basa dalam Air

- _{Jika dalam air terdapat basa (mis b M NaOH) yang akan melepas OH}-_{sebesar b M (NaOH}



Na+_{+ OH}-_{) ; Sedangkan dalam air murni sudah terdapat 10}-7_{M OH}-_{maka dalam larutan basa :}

[OH-_{] = (10}-7_{+ b) M atau > 10}-7_M

- _{Sehingga larutan basa dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :} (3) [OH-_{] > [H}+_{] (>10}-7_{M) atau pOH < 7}

(4) [H+_{] < 10}-7_{M atau}

pH Asam

- Larutan asam HxZ (x = banyaknya H atau valensi asam) dengan konsentrasi M molar dan derajat ionisasi  atau melepaskan H+ sebanyak  M molar

menurut persamaan ionisasi berikut. H x Z   H+ + Z-x

(x, , M)   M molar

maka pH larutan asam dirumuskan sebagai berikut

[ atau

Catatan

(4) Contoh asam : HCl (  = 1) , H2SO4 ( = 2)

(5) Asam kuat :  = 1 & asam lemah  < 1

(6) M = konsentrasi asam (molar = mol/liter)

pH Asam Lemah Valensi 1 - _{Misalnya : HCN, CH}

3 COOH, dsb.

- _Rumus (2) [H+_{] =}

 M (2)  = Ka/M

(3) Ka = 2 M (3)

pH Basa

- Larutan basa L (OH)y (y = banyaknya OH atau valensi basa) dengan konsentrasi M molar dan

derajat ionisasi  akan melepaskan OH- sebesar y  M molar menurut persamaan ionisasi berikut :

L (OH)y  Ly+ + y OH-

(y, , M) y  M molar

- pH larutan basa adalah :

dan

pH < 7

pH > 7)

pH = -log (H+) pH = -log x  M

pH = -log  M

pOH = -log (OH-) = -log y  M

(9)

pH Basa Lemah Bervalensi 1 ( misalnya : NH4OH ) - _{Rumus :}

(1) [OH-_{] =}

 M (3)  = Kb/M

(2) (4) pH = 14 - pOH (5) Kb = 2 M

Soal-soal latihan

1. Tuliskan pasangan asam/basa konjugasi dari zat-zat berikut : a) H2SO4 b) HPO42- c) H2O d) NH3 e) OH

-2. Dari reaksi NH3 + H+  NH4+

(No. atom : N = 7, H = 1)

c) Gambarkan terjadinya ikatan koordinasi d) Zat apa sebagai asam atau basa ?

3. Hitunglah pH 200 ml larutan yang mengandung 0,049 mg Asam Sulfat (Mr = 98).

4. Berapa gram NaOH (Mr = 40) harus dilarutkan dalam 250 ml air (vol akhir = 250 ml) agar pH larutan = 11 ?

5. Ke dalam 2 liter air dimasukkan (dengan tekanan) gas amonia sampai jenuh-Larutan yang terjadi mempunyai

pH = 10

6.Jika derajat ionisasi NH4OH = 0,40

Hitunglah : a) molaria larutan tersebut. b) Kb. NH4OH

HIDROLIS SENYAWA GARAM

 Hidrolis ialah proses reaksi antara garam (tepatnya ion dari suatu garam) dengan air.

(10)

- Contoh CN- + H2O HCN + OH

NH4+ + H2O NH4OH + H+

 Macam Hidrolisis

1. Garam dari Basa kuat dan Asam kuat (mis : NaCl) - Ionisasi garam : NaCl  Na+ + Cl

-- Ionisasi air : H2O OH-_{+ H}+

- Dalam larutan :

(1) Na+_{+ OH}-_NaOH

(NaOH adalah basa kuat, sehingga akan terionkan/terurai kembali menjadi Na+

dan OH-₎

(2) Cl-_{+ H}+_NaOH

(HCl adalah asam kuat, sehingga akan terurai kembali menjadi H+_{dan Cl}-₎

- Jadi ion-ion Na+_{dan Cl}-_{dari NaCl tidak bereaksi dengan H}

2O (tidak

terhidrolisis ; dan (H+_{) dan (OH}-_{) dari H}

2O tetap, yaitu = 10-7 M (pada 25oC).

- Sehingga : - Garam dari basa kuat dan asam kuat tidak terhidrolisis

- pH larutannya = -log 10-7_{= 7}

- Sifat larutannya : NETRAL

2. Garam dari Basa kuat dan Asam lemah (mis : NaNO2)

- Ionisasi garam : NaNO2  Na+ + NO2

-- Ionisasi garam : H2O OH-_{+ H}+

- Dalam larutan :

(1) Na+_{+ OH}-_{NaOH (seperti no. 1)}

(2) H+_{+ NO}

2- HNO2

(HNO2 adalah asam lemah, sehingga hanya sebagian kecil yang terurai kembali

menjadi H+_{dan NO}

2-)

- Jadi salah satu (sebagian) ion dari NaNO2 bereaksi denan air (terhidrolisis)

- Sehingga : Garam dari basa kuat-asam lemah terhidrolisis sebagian.

- Sifat larutan :

- terjadi reaksi : NO2- + H+ HNO2

Sehingga (H+_{) < 10}-7_{atau (OH}-_{) > 10}–7_M

Maka sifat larutan : BASA -pH larutan :

-log (OH-_{) = ½ (-log Kw -log (g) + log Ka)}

pH= 14 – p OH

= 14 – ½ (pKw – pKa – log (g) ) = pKw – ½ pKw + ½ pKa + ½ log (g) = ½ pKw + ½ pKa + ½ log (g)

(g) = M (mol/l) (Kons. Garam).

3. Garam ari Basa lemah dengan Asam Kuat (mis : NH4 Cl)

- Ionisasi garam : NH4 Cl  NH4+ + Cl

-(OH-) = Kw_Ka.(g)

P OH = ½ (PKw -pKa -log (g)

(11)

- Ionisasi air : H2O OH+_{+ H}

-- Dalam larutan

(1) H+ + Cl- HCl (seperti no. 1) (2) NH4+ + OH- NH4OH + H+

(NH4OH adalah basa lemah, sehingga hanya sebagian kecil yang terurai

kembali menjadi NH4+ dan OH-)

- Jadi salah satu ion dari NH4Cl yang bereaksi dengan H2O (terhidrolisis)

- Sehingga : Garam dari basa lemah-asam kuat terhidrolisis sebagian.

- Sifat larutan :

Terjadi reaksi OH-_{+ NH}

4+ NH4OH ; sehingga

(OH-_{) < 10}-7_{atau (H}+_{) > 10}-7_M

Maka sifat larutan : ASAM - pH larutan :

atau

4. Garam dari Basa Lemah dengan Asam lemah ( mis : NH4NO2)

- Dalam larutan : ion-ion NH4+ dan NO2- dapat bereaksi dengan air (lihat no. 2 dan

3)

- Jadi : terjadi Hidrolisis total

- Sifat larutan : tergantung harga ka (dari asam lemah) dan Kb (dari basa lemah)

Jika : Ka > Kb : bersifat : ASAM

Ka = Kb : bersifat NETRAL Ka < Kb : bersifat BASA - PH larutan :

6. Dari zat-zat berikut (1) Natrium asetat (2) Kalium sulfat (3) Amonium sianida (4) Kalsium nitrit

a. Zat-zat manakah yang mengalami hidrolisis ? b. Sebutkan macam hidrolisis zat-zat tersebut c. Tuliskan proses hidrolisis dari (b).

7. Hitung pH larutan 0,130 mg KCN dalam 200 ml larutan (Ar : K = 39, C = 12, N = 14)

(H+) =

Kb g Kw.( )

PH = ½ (pKw – pKb – log (garam) )

(12)