KESETIMBANGAN ASAM-BASA

KESETIMBANGAN ASAM-BASA

Konstanta Hasil Kali Ion-ion Air

H2O + H2O H3O+(aq) + OH-

(aq)

C253,2x10

OH

OHOHKeq o18

22

3

Sangat kecil berarti konsentrasi H2O dapat dianggap konstan

k

OHOHOH x OH

OHOHOH x KeqKw 3

222

2

322

atau [H+] [OH-]

Kw = (1,2 x 10-7) x (1,0 x 10-7) = 1,0 x 10-14 (25oC)

1

Kriteria Larutan Asam, Basa dan Netral

[H+] > [OH-] Larutan asam[H+] = [OH-] Larutan netral[H+] < [OH-] Larutan basa

Jika

Contoh soal :Suatu sampel darah diketahui mempunyai [H+] = 4,6 x 10-8 M.Hitung konsentrasi molar [OH-] dan tentukan jenis larutan.

Jawab : Kw = [H+] [OH-]= 1,0 x 10-14

1,0 x 10-14 = 4,6 x 10-8 x [OH-]Maka [OH-] = 2,2 X 10-7 mol/L

Latihan : Larutan baking soda NaHCO3 mempunyai [OH-] = 7,8 x 10-6 mol/L. Berapa [H+] ? Apakah bersifat asam, basa atau netral ?

2

Konsep pH

pH adalah nilai – log [H+] atau pH = - log [H+] Jika pH < 7 , larutan bersifat asam,

pH > 7 , larutan bersifat basa,pH = 7 , larutan netral.

Gambar. The pH scale Skala pH beberapa larutan :

pH Asam dan Basa Kuat

Asam kuat dan basa kuatterdiossosiasi sempurna :pH = -log [H+]

Contoh :Berapa pH larutan NaOH0,0026 M (25oC) ?

Jawab :pOH = -log (2,6 x 10-3) = 3-log 2,6 = 2,59pH = 14 – pOH = 14 – 2,59 = 11,41

3

Latihan :Hitung pH 0,020 M HCl

Pengukuran pHPengukuran pH dapat dilakukan dengan : pH meter, kertas atau larutan indikator

Tabel. pH, [H+], [OH-], dan pOHa

4

Tabel. Common Acid – Base IndicatorsTabel. Common Acid – Base Indicators

Konstanta Ionisasi Asam Konstanta relatif suatu asam dinyatakan dengan konstanta ionisasi asam (Ka)

Ionisasi asam lemah : HA + H2O H3O+ + A-

HA

AHOH x KcKa

OHHA

AOH Kc 2

2

3

5

Tabel Kb Values for Basess

6

Contoh soal :pH 0,100 M larutan asam format pada 25oC adalah 2,38.Hitung Ka ?

Jawab :[H+] = 10-pH = 10-2,38 = 4,2 x 10-3 mol/LHCHO2 H+ + CHO2

-

Kons. AwalPerubahan Kons. Setimbang

0,100-0,00420,096

0+0,00420,0042

0+0,00420,0042

433

10 x 1,80,092

10 x 4,210 x 4,2 Ka

Ka < 10-3 : asam lemahKa > 1 : asam kuatKa 1 - 10-3 : asam sedang

7

Latihan :• Konsentrasi asam asetat / asam cuka adalah 0,75 M. Hitung [H+]

dan pH nya.• Vitamin B, asam nikotinat HC2H4NO2, merupakan asam lemah

dengan Ka = 1,4 x 10-5. Berapakah [H+] dan pH larutan 0,010 M ?

Persentase ionisasi asam lemah

Persentase ionisasi =Jumlah HA yang terionisasi

Jumlah HA awal

Contoh soal :Berapakah persentase ionisasi asam asetat 0,10 M ? (Ka = 1,8 x 10-5)

8

Jawab

HC2H3O2 H+ + C2H3O2-

Kons. AwalPerubahan Kons. Setimbang

0,10-X

(0,1-X) 0,1

0+X

X

0+X

X

5

23

232 10 x 1,80,10

XX

OHHC

OHCHKa

2

X = 1,3 X 10-3

Jadi [H+] = 1,3 x 10-3 mol/L

Persentase ionisasi =1,3 x 10-3 mol/L

0,10 mol/Lx 100 = 1,3%

9

Konstanta Ionisasi Basa

Reaksi ionisasi suatu basa lemah

B(aq) + H2O BH+(aq) + OH-

(aq)

B

OHBHKb

Menghitung Kb dari pH

Contoh soal :Metilamin CH3NH2 0,100 M mempunyai pH 11.80.Hitung Kb !!

10

CH3NH2 + H2O CH3NH3+ + OH-

pOH = 14 – 11,80 = 2,2[OH-] = 10-2,2 = 6,3 x 10-3 4

23

1096,31,0

103,6

xx

Kb

pKa dan pKb

pKa = -log Ka makin besar pKa, asam makin lemah pKb = -log makin besar pKb, basa makin lemahKa x Kb = Kw (untuk pasangan asam – basa konjugat)

• Basa konjugat suatu asam sangat lemah adalah basa relatif kuat

• Asam konjugat suatu basa sangat kuat adalah basa relatif lemah

Latihan :• HIO mempunyai pKa 10,6. Pka HBrO = 8,64. Mana asam

yang lebih lemah

• pKa asam asetat pada suhu 25oC = 4,47. Berapa pKb basa konjugatnya C2H3O2

-. Tulis pers. Kesetimbangannya.

11

Buffer (Penyangga pH)

Larutan buffer : Larutan yang dapat mempertahankan pH bila ditambahkan sedikit asam atau sedikit basa

Umumnya terdiri atas :asam lemah HA dan basa konjugatnya A-

pH larutan Buffer

A

HA x KaH

anion

asam log- pKapH atau

12

Kesetimbangan pada Larutan BufferKesetimbangan pada Larutan Buffer

COOCH

COOHCHKOH

COOHCH

OHCOOCHK

a

a

3

33

3

33

Jika rasio [HA]/[A-] meningkat maka [H3O+] meningkatJika rasio [HA]/[A-] turun maka [H3O+] turun

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

Jawab :

4,8210 x 1,5 logpH

mol/L 10 x 1,5H

0,090

0,11H10 x 1,8

HA

AHKa

5

5

5

Kapasitas Buffer

Adalah : Ukuran kemampuan buffer menahan perubahan pH ditentukan oleh ukuran molaritas komponen-komponen yang terlibat

13

Contoh soal :Suatu larutan buffer dibuat dengan cara mencampur 0,11 M NaC2H3O3 (Na-asetat) dan asam asetat 0,090 M. Hitung pH !

Contoh Soal• Hitung pH larutan buffer terdiri dari 0,50 M CH3COOH dan

0,50 M CH3COONa

• Berapa pH setelah penambahan 0,020 mol NaOH padat kedalam 1 L larutan buffer diatas

• Berapa pHsetelah penambahan 0,20 mol HCl ke 1 L larutan buffer (a)

Diketahui Ka = 1,8 x 10-5, asumsi volume tidak berubah


Mula 0,50 - 0,50 0Berubah -x - +x +xSetimbang 0,50-x - 0,50+x 0,50+x

0,50 – x ≈ 0,50 dan 0,50 + x ≈ 0,50

74,4108,1log

50,0

50,0log108,1log

log

5

5

3

3

xpH

xpH

COOCH

COOHCHpKpH a(a)

(b) Setelah penambahan 0,020 mol NaOH ke 1 L Larutan [OH-] = 0,020 mol/1 L = 0,020 M

CH3COOH + OH- CH3COO- + H2OMula 0,50 - 0,50 0Tambahn - 0,020 - -Setelah th 0,48 0 0,52 -


Mula 0,48 - 0,52 0Berubah -x - +x +xSetimbang 0,48-x - 0,52+x x

Asumsi 0,48 – x ≈ 0,48 dan 0,52 + x ≈ 0,52

77,4107,1log

107,1

52,0

48,0108,1

5

53

5

3

33

xpH

MxOH

xxCOOCH

COOHCHKOH a

(c) Dengan cara yang sama pH pada soal (c) menjadi 4,70

16

Hidrolisis Ion - Ion

• Anion asam lemah terhidrolisis, asam kuat tidak• Logam golongan IA dan IIA (Kec. Be) tidak terhidrolisis• Ion amonium terhidrolisis larutan sedikit asam

pH Larutan Garam

Contoh :Hitung pH larutan (K-asetat) 0,15M, Kb = 5,7 x 10-10

Jawab.

Konsentrasi Awal 0,15 0 0

Perubahan -X +X +X

Konsentrasi setimbang (0,15-X) 0,15 (X+y) (X-y)

C2H3O2- + H2O HC2H3O2 + OH-

17

1010

232

222 10 x 5,70,15

XX10 x 5,7

OHC

OHOHHC Kb

Maka x = 9,2 x 10-6

pOH = -log (9,2 x 10-6) = 5,04 maka pH = 14-5,04 = 8,96

Hidrilisis Anion PoliprotikContoh soal :Hitung pH larutan Na2CO3 0,15 MJawab .

Konsentrasi Awal 0,15 0 0

Perubahan -X +X +X

Konsentrasi setimbang (0,15-X) 0,15 (X) (X)

CO32- + H2O HCO3

- + OH-

342

23

3 10 x 5,7 X10 x 2,10,15

X

CO

OHHCOKb

[OH-] = 5,7 x 10-3 ;pOH = -log (5,7 x 10-3) = 2,24 maka pH = 14 – 2,24 = 11,76

18

191

Titrasi Asam Basa• Titrasi Asam kuat dengan Basa kuat

20

• Titrasi Asam lemah dengan Basa kuat

FIGURE Titration curve titrating a weak acid (0,20 M acetic

21

• Titrasi Basa lemah dengan Asam kuat

FIGURE Titration curve for the titration of weak base (0,020 M NH3) with a strong acid (0,20 M HCl)

Contoh soal :Hitung pH larutan hasil sesudah 20,00 mL NaOH 0,2MDitambahkan dengan 25,00 mL HC2H3O2 0,2M

Jawab.

Jml mol asam lar. Asal =25 mL asam x 0,20 mol HC2H3O2

1000 mL asam

= 0,0050 mol HC2H3O2

Jml mol NaOH yang ditambahkan = 20,00 mL x0,20 mol NaOH

1000 mL larutan= 0,0040 mol NaOH

Sisa asam :0,005 mol – 0m0040 mol = 0,0010 mol HC2H3O2

22

pH larutan buffer Na-asetat : pH = pKa + log[anion]

[asam]

= 4,74 + log[0,004]

[0,001]

= 5,34

23

Kesetimbangan Kelarutan

16.6

AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

Ksp = [Ag+][Cl-] Ksp adalah Konstanta hasil kali kelarutan

MgF2 (s) Mg2+ (aq) + 2F- (aq) Ksp = [Mg2+][F-]2

Ag2CO3 (s) 2Ag+ (aq) + CO32- (aq) Ksp = [Ag+]2[CO3

2-]

Ca3(PO4)2 (s) 3Ca2+ (aq) + 2PO43- (aq) Ksp = [Ca2+]3[PO4

3-]2

Pelarutan suatu padatan ionik dalam larutan aqueous:

Q = Ksp Larutan jenuh

Q < Ksp Larutan tak jenuh Tidak mengendap

Q > Ksp Larutan lewat jenuh Terbentuk endapan

16.6

Solubilitas Molar (mol/L) Jumlah mol solut yang terlarut dalam 1 L larutan jenuh

Solubilitas (g/L) Jumlah gram solut yang terlarut dalam 1 L larutan jenuh

16.6

Berapa solubilitas of perak klorida dalam g/L ?


Ksp = [Ag+][Cl-]Mula (M)

Berubah (M)

Equilibrium (M)

0.00

+s

0.00

+s

s s

Ksp = s2

s = Ksps = 1.3 x 10-5

[Ag+] = 1.3 x 10-5 M [Cl-] = 1.3 x 10-5 M

Solubilitas AgCl = 1.3 x 10-5 mol AgCl

1 L soln143.35 g AgCl

1 mol AgClx = 1.9 x 10-3 g/L

Ksp = 1.6 x 10-10

16.6

16.6

Jika 2.00 mL larutan NaOH 0.200 M ditambahkan ke 1.00 L larutan 0.100 M CaCl2, Apakah akan terjadi pengendapan?

16.6

Ion-ion yangada dalam larutan: Na+, OH-, Ca2+, Cl-.

Ca(OH)2 satu-satunya yang mungkin larut (aturan solubilitas).

Apakah Q > Ksp for Ca(OH)2?

[Ca2+]0 = 0.100 M [OH-]0 = 4.0 x 10-4 M

Ksp = [Ca2+][OH-]2 = 8.0 x 10-6

Q = [Ca2+]0[OH-]02 = 0.10 x (4.0 x 10-4)2 = 1.6 x 10-8

Q < Ksp Tidak ada precipitate yang terbentuk

Berapa konsentrasi Ag yang dibutuhkan untuk mengendapkan HANYA AgBr dalam larutan yang mengandung baik Br- dan Cl- Pada konsentrasi 0.02 M?


Ksp = [Ag+][Cl-]

Ksp = 1.6 x 10-10

16.7

AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq) Ksp = 7.7 x 10-13

Ksp = [Ag+][Br-]

[Ag+] = Ksp

[Br-]7.7 x 10-13

0.020= = 3.9 x 10-11 M

[Ag+] = Ksp

[Cl-]1.6 x 10-10

0.020= = 8.0 x 10-9 M

3.9 x 10-11 M < [Ag+] < 8.0 x 10-9 M

Pengaruh Ion Senama dan Solubilitas

The presence of a common ion decreases the solubility of the salt.

Berapa solubilitas molar AgBr dalam (a) air murni dan (b) 0.0010 M NaBr?

AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)

Ksp = 7.7 x 10-13

s2 = Ksp

s = 8.8 x 10-7

NaBr (s) Na+ (aq) + Br- (aq)

[Br-] = 0.0010 M

AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)

[Ag+] = s

[Br-] = 0.0010 + s 0.0010

Ksp = 0.0010 x s

s = 7.7 x 10-10

16.8

pH and Solubility

• The presence of a common ion decreases the solubility.• Insoluble bases dissolve in acidic solutions• Insoluble acids dissolve in basic solutions

Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)

Ksp = [Mg2+][OH-]2 = 1.2 x 10-11

Ksp = (s)(2s)2 = 4s3

4s3 = 1.2 x 10-11

s = 1.4 x 10-4 M

[OH-] = 2s = 2.8 x 10-4 M

pOH = 3.55 pH = 10.45

At pH less than 10.45

Lower [OH-]

OH- (aq) + H+ (aq) H2O (l)

remove

Increase solubility of Mg(OH)2

At pH greater than 10.45

Raise [OH-]

add

Decrease solubility of Mg(OH)216.9

KESETIMBANGAN ASAM-BASA

Documents