Asam-Basa dan pH

ASAM, BASA, DAN BUFFERASAM, BASA, DAN BUFFER

PendahuluanReaksi biokimia terjadi di dalam larutan air. Kebanyakan zat biokimia sangat

sensitif pada tingkat keasaman dan kebasaan air. Reaksi enzimatik sangat

rentan terhadap perubahan keasaman dan kebanyakan organisme mencari

cara untuk mempertahankan tingkat keasaman pada nilai optimum.

Ionisasi Air

Konsentrasi H2O mendekati konstan, sehingga:

Kw = [H+] [OH-] dalam air murni Kw = 10-14

H2O H+ + OH-

air proton + ion hidroksida

Keq =[H+] [OH-]

[H2O]

Ion Hidrogen- Dituliskan dengan H+ (proton)

- Di dalam larutan sering ditunjukkan dengan ion hidronium H3O+

Autoionisasi air:

2 H2O H3O+ + OH-

air ion hidronium + ion hidroksida

Asam dan BasaDefinisi Bronsted dan Lowry:

“Asam adalah donor proton (H+)”

“Basa adalah akseptor proton”

Asam Kuat dan Basa KuatAsam dan basa kuat akan terionisasi secara sempurna di dalam larutan.

HCl + H2O H3O+ + Cl-

Hidrogen klorida + air ion hidronium + ion klorida

NaOH Na+ + OH-

natrium hidroksida ion natrium + ion hidroksida

Asam Lemah dan Basa LemahAsam dan basa lemah akan terionisasi sebagian di dalam larutan.

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-

Asam etanoat + air ion hidronium + anion etanoat

Asam konjugat basa konjugat

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Amonia + air ion amonium + ion hidroksida

Basa konjugat asam konjugat

Ka dan KbUntuk ionisasi asam lemah:

HA + H2O H3O+ + A-

asam lemah air ion hidronium basa konjugat

Keq =[H3O+] [A-]

[HA] [H2O]Ka =

[H3O+] [A-]

[HA]

Untuk ionisasi basa lemah:

B + H2O BH+ + OH-

Basa lemah air Asam konjugat ion hidroksida

Kb =[BH+] [OH-]

[B]

Hubungan antara Ka dan Kb HA + H2O H3O+ + A-

asam lemah air ion hidronium basa konjugat

Reaksi basa konjugat:

A- + H2O HA + OH-

Ka =[H3O+] [A-]

[HA]Kb =

[HA] [OH-]

[A-]

[H3O+] [A-]

[HA]KaKb =

[HA] [OH-]

[A-]X

= [ H3O+] [ OH-]

= Kw

pH, pOH, pKw, pKa, dan pKb

Karena nilai [H+], [OH-], Ka, dan Kb berkisar antara 100 hingga 10-14 maka dibuat bentuk logaritma:

pH = - log10 [H3O+]

pOH = - log10 [OH-]

pKw = pH + pOH = 14

pKw = - log10 Kw

pKa = - log10 Ka

pKb = - log10 Kb

pKa + pKb = pKw = 14

Untuk larutan dari asam kuat

pH = - log10 C

C = konsentrasi asam

Untuk larutan basa kuat

pH = pKw + log10C

Larutan Asam dan Basa Lemah

Ka =[H3O+] [A-]

[HA]

Untuk Asam Lemah

pH = ½ pKa - ½ log10C

Kb =[BH+] [OH-]

[B]

Untuk basa lemah

pH = pKw - ½ pKb + ½ log10C

Atau

pH = pKw + ½ pKa + ½ log10C

Garam dan Hidrolisis GaramGaram dihasilkan dari reaksi asam dan basa

Semua garam terdisosiasi sempurna menjadi ion-ionnya dalam larutan

1. Hidrolisis garam dari asam dan basa kuat:

Na+ Cl- + H2O Na+ + Cl-

2. Hidrolisis garam dari asam lemah:

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-

Larutan berubah menjadi basa

pH = pKw - ½ pKb + ½ log10 CMeskipun hanya data pKa dari asam induk yang ada. Dalam kasus ini,

pH = ½ pKw + ½ pKa + ½ log10 C

[CH3COOH] [OH-]

[CH3COO-]Kb =

3. Hidrolisis garam dari basa lemah:

NH4+ + 2 H2O NH4OH + H3O+

Larutan berubah menjadi asam

pH = ½ pKa - ½ log10 CMeskipun hanya nilai pKb dari basa induk akan tersedia. Dalam kasus ini,

pH = ½ pKw - ½ pKb - ½ log10 C

[NH4+]

Ka =[NH4OH] [H3O+]

Sistem Buffer Larutan buffer adalah larutan yang mempertahankan perubahan dalam pH

baik adanya penambahan asam atau basa.

Larutan buffer digunakan jika reaksi membutuhkan pH konstan.

Larutan Buffer terdiri dari asam lemah (atau basa) bersama-sama dengan

larutan salah satu garam dari asam lemah (atau basa) dengan basa kuat

(atau asam).

Contoh: campuran asam etanoat dan garam natrium etanoat.

Asam etanoat

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

Natrium etanoat

CH3COO- + Na+

Dalam larutan diatas, ionisasi dari asam etanoat ditekan dengan munculnya

ion etanoat dari garam.

Menghitung pH BufferContoh:

[CH3COOH] = [asam]0

[CH3COO-] = [garam]0

pH = pKa + log10 [spesi tidak terprotonasi]

[spesi terprotonasi]

IndikatorBeberapa zat warna memiliki sifat dapat mengubah warna tergantung pada

kondisi apakah mereka dalam keadaan asam dan basa.

Beberapa zat warna tersebut disebut indikator dan dapat digunakan untuk

mendeteksi asam atau basa.

Titrasi

Konsentrasi asam dalam larutan dapat ditentukan dengan cara mereaksikan

asam dalam volume yang diketahui dengan larutan basa yang diketahui

konsentrasinya.

Indikator digunakan untuk menunjukkan semua asam telah bereaksi dan

volume larutan basa yang dibutuhkan yang membuat indikator dapat

mengubah warna harus dicatat.

Beberapa indikator umum dan reaksinya:

Nama Asam Netral Basa Range pH

Metil orange Merah Orange Kuning 2,1-4,4

Metil merah Merah Orange Kuning 4,1-6,3

Bromtimol biru Kuning Hijau Biru 6,0-7,6

Kresol merah Kuning Orange Merah 7,2-8,8

Fenoftalein Tak berwarna

Merah muda

Merah 8,3-10,0

Alizarin merah Kuning Orange Merah 10,1-12,0