Kesetimbangan adalah suatu keadaan di mana tidak ada perubahan yang terlihat seiring berjalannya waktu.

Presentasi Powerpoint Pengajar oleh Penerbit ERLANGGA Divisi Perguruan Tinggi Chapter 9 Kesetimbangan Kimia Kesetimbangan adalah suatu keadaan di mana tidak ada perubahan yang terlihat seiring berjalannya waktu. Kesetimbangan kimia tercapai jika: Laju reaksi maju dan laju reaksi balik sama besar Konsentrasi reaktan dan produk tetap konstan Kesetimbangan fisis H 2 O (l) H 2 O (g) Kesetimbangan kimia N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) 15.1 1

N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) kesetimbangan kesetimbangan kesetimbangan zat awal NO 2 zat awal N 2 O 4 campuran awal NO 2 & N 2 O 4 15.1 konstan 15.1 2

N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) K = [NO 2 ]2 [N 2 O 4 ] = 4,63 x 10-3 aa + bb cc + dd K = [C]c [D] d [A] a [B] b Persamaan Kesetimbangan Kesetimbangan akan K >> 1 K << 1 bergeser ke kanan bergeser ke kiri produk bertambah reaktan betambah 15.1 Kesetimbangan homogen berlaku untuk reaksi yang semua spesi reaksinya memiliki fasa yang sama. N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) K c = [NO 2 ]2 [N 2 O 4 ] K p = P 2 NO 2 P N2 O 4 dalam kebanyakan kasus K c K p aa (g) + bb (g) cc (g) + dd (g) K p = K c (RT) n n = mol produk gas mol reaktan gas = (c + d) (a + b) 15.2 3

Kesetimbangan Homogen (Ionisasi asam asetat dalam air) CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) K c = [CH 3 COO - ][H 3 O + ] [CH 3 COOH][H 2 O] CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq) [H 2 O] = constant K c = [CH 3 COO- ][H 3 O + ] [CH 3 COOH] = K c [H 2 O] Pada umumnya satuan untuk konstanta kesetimbangan tidak dituliskan. 15.2 Soal Latihan Tulislah persamaan K c and K p untuk 2 NO(g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) CH 3 COOH(aq) + CH 3 OH(aq) CH 3 COOCH 3 (aq) + H 2 O(l) 4

Konsentrasi-konsentrasi kesetimbangan untuk reaksi antara karbon monoksida dan molekul klorin yang membentuk COCl 2 (g) pada74 0 C adalah [CO] = 0,012 M, [Cl 2 ] = 0,054 M, dan [COCl 2 ] = 0,14 M. Carilah konstanta kesetimbangan K c dan K p. CO (g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g) K c = [COCl 2 ] [CO][Cl 2 ] = 0,14 0,012 x 0,054 = 220 K p = K c (RT) n 15.2 Konstanta kesetimbangan K p untuk reaksi 2NO 2 (g) 2NO (g) + O 2 (g) adalah 158 pada 1000K. Berapakah tekanan kesetimbangan O jika P NO = 0,400 atm dan P NO = 0,270 atm? 2 K p = 2 P NO P O2 2 P NO 2 2 P P NO O2 = K p 2 2 P NO P O2 = 158 x (0,400) 2 /(0,270) 2 = 347 atm 15.2 5

Kesetimbangan heterogen berlaku untuk reaksi yang reaktan-reaktan dan produk-produknya berbeda fase. CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) K c = [CaO][CO 2 ] [CaCO 3 ] [CaCO 3 ] = konstan [CaO] = konstan K c = [CO 2 ] = K c x [CaCO 3 ] [CaO] K p = P CO2 Konsentrasi padatan dan cairan murni tidak dimasukkan ke dalam persamaan konstanta kesetimbangan. 15.2 CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) P CO2 = K p P CO2 tidak bergantung pada jumlah CaCO 3 or CaO 15.2 6

Misalkan kesetimbangan ini tercapai pada 295 K: NH 4 HS (s) NH 3 (g) + H 2 S (g) Tekanan parsial masing-masing gas adalah 0,265 atm. Hitunglah K p dan K c untuk reaksi tersebut? K p = P NH3 P H 2 S = 0,265 x 0,265 = 0,0702 15.2 A + B C + D A + B C + D E + F E + F K c K c K c K c = [C][D] [A][B] K c = [E][F] [A][B] K c = [E][F] [C][D] K c = K c x K c Jika suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai jumlah dari dua atau lebih reaksi, maka kontanta kesetimbangan untuk reaksi totalnya adalah hasil-kali dari konstantakonstanta kesetimbangan dari tiap-tiap reaksi. 15.2 7

N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) K = [NO 2 ]2 [N 2 O 4 ] = 4,63 x 10-3 K = [N 2 O 4 ] = 1 [NO 2 ] 2 K = 216 Jika persamaan suatu reaksi reversibel ditulis dengan arah yang berlawanan, maka konstanta kesetimbangannya menjadi kebalikan dari konstanta kesetimbangan awalnya. 15.2 Menulis Persamaan Konstanta Kesetimbangan Konsentrasi dari spesi-spesi reaksi dalam fasa terkondensasi M. Dalam fasa gas, konsentrasi dapat dinyatakan dalam M atau atm. Konsentrasi dari padatan murni, cairan murni, dan pelarut tidak dituliskan dalam persamaan konstanta kesetimbangan. Konstanta kesetimbangan tidak memiliki dimensi. Dalam menyatakan nilai konstanta kesetimbangan, kita harus menuliskan persamaan setara beserta suhunya. 15.2 8

Kuosien reaksi (Q c ) dapat dihitung dengan memasukkan konsentrasi awal dari reaktan dan produk ke dalam persamaan konstanta kesetimbangan (K c ). Jika Q c > K c sistem bergeser ke kiri untuk mencapai kesetimbangan Q c = K c sistem berada pada kesetimbangan Q c < K c sistem bergeser ke kanan untuk mencapai kesetimbangan 15.3 Menulis kuosien Reaksi untuk Reaksi Total Soal: Gas oksigen bereaksi dengan gas nitrogen dalam mesin pembakaran internal sehingga menghasilkan nitrogen monoksida, yang kemudian akan bereaksi dengan oksigen di atmosfer sehingga membentuk nitrogen dioksida. (1) N 2 (g) + O 2 (g) 2 NO (g) K c1 = 4,3 x 10-25 (2) 2 NO (g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) K c2 = 6,4 x 10 9 (a) Perlihatkanlah bahwa K c total untuk kedua reaksi di atas sama dengan hasilkali dari K c1 dan K c2. (b) Hitunglah K c untuk reaksi total. 9

Memprediksi Arah Reaksi dan Menghitung Kosentrasi-konsentrasi Kesetimbangan Soal: Dua komponen gas dapat bereaksi sesuai dengan persamaan kimia berikut ini: CH 4(g) + 2 H 2 S (g) CS 2(g) + 4 H 2(g) Dalam satu percobaan, 1,00 mol CH 4, 1,00 mol CS 2, 2,00 mol H 2 S, dan 2,00 mol H 2 dicampur dalam wadah 250 ml pada 960 C. pada suhu ini, K c = 0,036. (a) Ke arah manakah reaksi bergeser? (b) Jika[CH 4 ] = 5,56 M pada kesetimbangan, berapakah konsentrasi zat-zat yang lain? [CH 4 ] = 1,00 mol 0,250 L = 4,00 M [H 2 S] = 8,00 M, [CS 2 ] = 4,00 M dan [H 2 ] = 8,00 M Menghitung K c dari Data Konsentrasi Soal: Hidrogen iodida terurai pada suhu sedang sesuai dengan reaksi di bawah ini: 2 HI (g) H 2 (g) + I 2 (g) Jika 4,00 mol HI dimasukkan ke dalam wadah 5,00 L pada 458 C, campuran kesetimbangannya diketahui mengandung 0,442 mol I 2. Berapakah nilai K c? [HI] = 0,800 M (awal) [I 2 ] = 0,0884 M (pada kesetimbangan) 10

Menentukan Konsentrasi Kesetimbangan dari K c Soal: Salah satu cara membuat metana adalah mereaksikan karbon disulfida dengan gas hidrogen, dan K c pada 900 C adalah 27,8. CS 2 (g) + 4 H 2 (g) CH 4 (g) + 2 H 2 S (g) Pada kesetimbangan campuran reaksi dalam wadah 4,70 L mengandung 0,250 mol CS 2, 1,10 mol H 2, dan 0,45 mol H 2 S, Berapakah metana yang terbentuk? [CS 2 ] = 0,0532 M [H 2 ] = 0,234 M [H 2 S] = 0,0957 M Menghitung Konsentrasi Kesetimbangan 1. Nyatakan konsentrasi kesetimbangan dari semua spesi dalam konsentrasi awalnya dan satu variabel x, yang menyatakan perubahan konsentrasi. 2. Tulislah persamaan konsentrasi kesetimbangan dalam konsentrasi kesetimbangannya. cari nilai konstanta kesetimbangan, kemudian hitunglah nilai x. 3. Setelah mencari x, hitunglah konsentrasi dari semua spesi. 15.3 11

Menentukan konsentrasi kesetimbangan dari konsentrasi Awal dan K c Soal: Reaksi pembentukan HF dari hidrogen dan fluorin memiliki nilai K c sebesar 115 pada suhu tertentu. Jika 3,000 mol dari masing-masing spesi dimasukkan ke dalam wadah 1,500 L, hitunglah konsentrasi kesetimbangan dari masing-masing spesi. H 2 (g) + F 2 (g) 2 HF (g) K c = [HF] 2 = 115 [H 2 ] [F 2 ] [H 2 ] = 3,000 mol = 2,000 M 1,500 L [F 3,000 mol 2 ] = = 2,000 M 1,500 L [HF] = 3,000 mol = 2,000 M 1,500 L Asas Le Châtelier s Jika suatu tekanan eksternal diberikan kepada suatu sistem yang setimbang, sistem tersebut akan menyesuaikan sedemikian rupa untuk mengimbangi tekanan ini ketika sistem mencapai posisi kesetimbangan yang baru. Perubahan konsentrasi N 2 (g) + 3H 2 (g) Kesetimbangan bergeser ke kiri untuk mengimbangi tekanan 2NH 3 (g) ditambahkan NH 3 15.4 12

Asas Le Châtelier s Perubahan konsentrasi ditambah dikurangi ditambah dikurangi aa + bb cc + dd Perubahan Menambah konsentrasi produk Mengurangi konsentrasi produk Menambah konsentrasi reaktan Mengurangi konsentrasi reaktan Pergeseran Kesetimbangan ke kiri ke kanan ke kanan ke kiri 14.5 Memprediksi Pengaruh Perubahan Konsentrasi terhadap Posisi Kesetimbangan Soal: Karbon akan bereaksi dengan air dan menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen, dalam reaksi yang disebut reaksi gas air yang digunakan untuk menghasilkan bahan bakar untuk industri. C (s) + H 2 O (g) Apa yang terjadi terhadap: (a) [CO] jika C ditambah? (b) [CO] jika H 2 O ditambah? CO (g) + H 2 (g) (c) [H 2 O] jika H 2 ditambah? (d) [H 2 O] jika CO dikurangi? Perubahan-perubahan di atas tidak mempengaruhi K c. 13

Pengaruh Perubahan Tekanan (atau Volume) Perubahan tekanan kebanyakan melibatkan spesi dalam fasa gas karena padatan dan cairan pada dasarnya inkompresibel. Untuk gas, perubahan tekanan dapat terjadi dalam tiga cara: Mengubah konsentrasi komponen gas Menambahkan gas inert (gas yang tidak ikut bereaksi) Mengubah volume wadah reaksi Meningkatkan tekanan dengan cara memperkecil volume akan menghasilkan reaksi bersih yang menurunkan jumlah total mol gas. MENGAPA?? K c tidak berubah. Jika diketahui sistem kesetimbangan berikut ini. 2 PbS(s) + 3 O 2 (g) 2 PbO(s) + 2 SO 2 (g) PCl 5 (g) H 2 (g) + CO 2 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) H 2 O(g) + CO(g) Prediksilah arah reaksi bersih yang terjadi apabila kita memperbesar tekanan dengan cara memperkecil volume. 14

Pengaruh Perubahan suhu Hanya perubahan suhu yang akan mengubah nilai konstanta kesetimbangan, dan karena itu suhu harus disertakan dalam penulisan nilai K c. Ketika kita menaikkan suhu, kita menambahkan kalor. Untuk memanfaatkan sebagian dari kalor ini, reaksi akan bergeser ke arah reaksi endotermik. Jika reaksinya eksotermik, menaikkan suhu akan menggeser reaksi ke arah sebaliknya. (Bagaimana nilai K c -nya?) O 2 (g) + 2 H 2 (g) 2 H 2 O (g) + Energy = Exothermic Menaikkan suhu akan menggeser kesetimbangan ke arah endotermik dan menurunkan suhu akan menggeser kesetimbangan ke arah eksotermik. MENGAPA?? Kenaikan suhu akan memperbesar K c untuk sistem dengan + H 0 rxn Kenaikan suhu akan memperkecil K c untuk sistem dengan - H 0 rxn Contoh Soal Bagaimanakah pengaruh peningkatan suhu terhadap konsentrasi kesetimbangan zat-zat yang diberi garis bawah dan K c -nya? H(kJ) CaO(s) + H 2 O Ca(OH) 2 (aq) -82 CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g) 178 SO 2 (g) S(s) + O 2 (g) 297 15

Memprediksi Pengaruh Suhu dan Tekanan Soal: Bagaimanakah anda mengubah volume (tekanan) dan suhu Dalam reaksi-rekasi di bawah ini untuk meningkatkan produk? (a) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) ; H o = 197 kj (b) CO (g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH (g) ; H o = -90,7 kj (c) C (s) + CO 2 (g) 2 CO (g) ; H o = 172,5 kj Proses Haber telah digunakan dalam pembuatan 110 juta ton amonia tiap tahunnya. N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) H = -91,8 kj Bagaimanakah kondisi suhu dan tekanan yang akan menghasilkan amonia secara maksimal? 16

Pengaruh Suhu dalam Sintesis Amonia T (K) K c 200 7,17 x 10 15 300 2,69 x 10 8 400 3,94 x 10 4 500 1,72 x 10 2 600 4,53 x 10 0 700 2,96 x 10-1 800 3,96 x 10-2 Persentase Hasil Amonia vs. Suhu ( C) dalam lima tekanan yang berbeda. 17

Asas Le Châtelier s Perubahan Volume dan Tekanan A (g) + B (g) C (g) Perubahan Pergeseran Kesetimbangan memperbesar tekanan ke sisi dengan jumlah mol gas tersedikit memperkecil tekanan ke sisi dengan jumlah mol gas terbanyak memperbesar volume memperkecil volume ke sisi dengan jumlah mol gas terbanyak ke sisi dengan jumlah mol gas tersedikit 15.4 Asas Le Châtelier s Perubahan suhu Perubahan menaikkan suhu menurunkan suhu Reaksi Eksotermik K turun K naik Reaksi Endotermik K naik K turun Penambahan katalis tidak mengubah K tidak mengubah arah pergeseran kesetimbangan mempercepat terjadinya kesetimbangan 15.4 18

Tanpa katalis Dengan katalis Katalis menurunkan E a untuk reaksi maju dan reaksi balik. Katalis tidak mengubah konstanta kesetimbangan dan tidak menggeser kesetimbangan. 15.4 Perubahan Asas Le Châtelier s Pergeseran Kesetimbangan Perubahan Konstanta Kesetimbangan Konsentrasi ya tidak Tekanan ya tidak Volume ya tidak Suhu ya ya Katalis tidak tidak 15.4 19

Asam dan Basa Asam Memiliki rasa masam; misalnya cuka mempunyai rasa dari asam asetat, dan lemon serta buah-buahan sitrun lainnya mengandung asam sitrat. Asam menyebabkan perubahan warna pd zat warna tumbuhan. Bereaksi dg logam tertentu menghasilkan gas oksigen. 2HCl (aq) + Mg (s) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) Bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat menghasilkan gas karbon monoksida. 2HCl (aq) + CaCO 3 (s) CaCl 2 (aq) + CO 2 (g) + H 2 O (l) Larutan asam dalam air menghantarkan listrik. 20

Asam Arrhenius adalah zat yang menghasilkan H + (H 3 O + ) dalam air Basa Arrhenius adalah zat yang menghasilkan OH - dalam air 4.3 Asam Brønsted adalah donor proton Basa Brønsted adalah akseptor proton basa asam asam basa basa asam asam konjugat basa konjugat 16.1 21

Basa konjugat dari suatu asam adalah spesi yang terbentuk ketika satu proton pindah dari asam tersebut. Asam konjugat dari suatu basa adalah spesi yang terbentuk ketika satu proton ditambahkan ke basa tersebut. asam + basa basa konjugat + asam konjugat Apakah basa konjugat dari: HF, H 2 SO 4, NH 3? Apakah asam konjugat dari: O 2-, SO 4 2-, NH 3? Pasangan-pasangan konjugat dalam reaksi asam-basa Pasangan konjugat asam + basa basa + asam Pasangan konjugat reaksi 1 HF + H 2 O F + H 3 O + reaksi 2 HCOOH + CN HCOO + HCN reaksi 3 NH 4 + + CO 3 2 NH 3 + HCO 3 reaksi 4 H 2 PO 4 + OH HPO 4 2 + H 2 O reaksi 5 H 2 SO 4 + N 2 H 5 + HSO 4 + N 2 H 6 2+ reaksi 6 HPO 4 2 + SO 3 2 PO 4 3 + HSO 3 22

Menentukan Pasangan Asam-Basa konjugat Soal: Reaksi-reaksi kimia di bawah ini penting dalam proses-proses industri. Tentukan pasangan asam-basa konjugat. (a) HSO - 4 (aq) + CN - (aq) SO 2-4 (aq) + HCN (aq) (b) ClO - (aq) + H 2 O (l) HClO (aq) + OH - (aq) (c) S 2- (aq) + H 2 O (aq) (d) HS - (aq) + H 2 O (aq) HS - (aq) + OH - (aq) H 2 S (aq) + OH - (aq) Sifat-sifat Asam-Basa Air H 2 O (l) H + (aq) + OH - (aq) H O + H O H H autoionisasi air + H O H H O [ ] + H - basa asam konjugat H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - asam basa konjugat 16.2 23

Konstanta Hasilkali Ion Air H 2 O (l) H + (aq) + OH - (aq) K c = [H+ ][OH - ] [H 2 O] [H 2 O] = konstan K c [H 2 O] = K w = [H + ][OH - ] Konstanta hasilkali ion air (K w ) adalah hasilkali antara konsentrasi molar ion H + dan ion OH - pada suhu tertentu. Pada suhu 25 0 C K w = [H + ][OH - ] = 1,0 x 10-14 [H + ] = [OH - ] [H + ] > [OH - ] [H + ] < [OH - ] Larutan bersifat netral asam basa 16.2 Berapakan konsentrasi ion OH - dalam larutan HCl yang konsentrasi hidrogennya sebesar 1,3 M? K w = [H + ][OH - ] = 1,0 x 10-14 [H + ] = 1,3 M [OH - ] = K w [H + ] 1 x 10-14 = = 7,7 x 10 1,3-15 M Berapakah [H + ] dalam 0,035M NaOH? 16.2 24

ph Ukuran Keasaman ph = -log [H + ] Larutan bersifat Pada suhu 25 0 C netral [H + ] = [OH - ] [H + ] = 1 x 10-7 ph = 7 asam [H + ] > [OH - ] [H + ] > 1 x 10-7 ph < 7 basa [H + ] < [OH - ] [H + ] < 1 x 10-7 ph > 7 ph [H + ] 16.3 poh = -log [OH - ] [H + ][OH - ] = K w = 1,0 x 10-14 -log [H + ] log [OH - ] = 14,00 ph + poh = 14,00 16.3 25

ph air hujan di daerah tertentu di bagian timur-laut Amerika pada hari tertentu adalah 4,82. Berapakah konsentrasi ion H + dalam air hujan? ph = -log [H + ] [H + ] = 10 -ph = 10-4,82 = 1,5 x 10-5 M Konsentrasi ion OH - dalam sampel darah adalah 2,5 x 10-7 M. Berapakah ph sampel darah tersebut? ph + poh = 14,00 poh = -log [OH - ] = -log (2,5 x 10-7 ) = 6,60 ph = 14,00 poh = 14,00 6,60 = 7,40 16.3 Menghitung [H 3 O + ], ph, [OH - ], dan poh Soal: Seorang kimiawan mengencerkan asam klorida pekat untuk membuat dua larutan: (a) 3,0 M dan (b) 0,0024 M. Hitunglah [H 3 O + ], ph, [OH - ], dan poh dari kedua larutan tersebut pada suhu 25 C. Berapakah [H 3 O + ], [OH - ], dan poh dari suatu larutan yang memiliki ph = 3,67? dan ph = 8,05? 26

elektrolit kuat 100% terdisosiasi NaCl (s) H 2 O Na + (aq) + Cl - (aq) elektrolit lemah tidak terdisosiasi sempurna CH 3 COOH CH 3 COO - (aq) + H + (aq) Asam kuat adalah elektrolit kuat HCl (aq) + H 2 O (l) HNO 3 (aq) + H 2 O (l) HClO 4 (aq) + H 2 O (l) H 2 SO 4 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + Cl - (aq) H 3 O + (aq) + NO - 3 (aq) H 3 O + (aq) + ClO - 4 (aq) H 3 O + (aq) + HSO - 4 (aq) 16.4 Asam lemah adalah elektrolit lemah HF (aq) + H 2 O (l) HNO 2 (aq) + H 2 O (l) HSO - 4 (aq) + H 2 O (l) H 2 O (l) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + F - (aq) H 3 O + (aq) + NO - 2 (aq) H 3 O + (aq) + SO 2-4 (aq) H 3 O + (aq) + OH - (aq) Basa kuat adalah elektrolit kuat H NaOH 2 O (s) Na + (aq) + OH - (aq) H KOH 2 O (s) K + (aq) + OH - (aq) H Ba(OH) 2 O 2 (s) Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) 16.4 27

Basa lemah adalah elektrolit lemah (NH 3 ) F - (aq) + H 2 O (l) NO 2 - (aq) + H 2 O (l) OH - (aq) + HF (aq) OH - (aq) + HNO 2 (aq) Pasangan asam-basa konjugat: Jika asamnya kuat, basa konjugatnya sangat lemah. H 3 O + adalah asam terkuat yang dapat berada di dalam larutan berair. Ion OH - adalah basa terkuat yang dapat berada di dalam larutan berair. 16.4 16.4 28

asam kuat asam lemah 16.4 Berapakah ph dari larutan 2 x 10-3 M HNO 3? HNO 3 adalah asam kuat 100% terdisosiasi. Awal Akhir 0,002 M HNO 3 (aq) + H 2 O (l) 0,0 M 0,0 M 0,0 M H 3 O + (aq) + NO - 3 (aq) 0,002 M 0,002 M ph = -log [H + ] = -log [H 3 O + ] = -log(0,002) = 2,7 Berapakah ph dari larutan 1,8 x 10-2 M Ba(OH) 2? Awal Akhir Ba(OH) 2 adalah basa kuat 100% terdisosiasi. 0,018 M 0,0 M 0,0 M Ba(OH) 2 (s) Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) 0,0 M 0,018 M 0,036 M ph = 14,00 poh = 14,00 + log(0,036) = 12,56 16.4 29

Asam Lemah (HA) dan Konstanta Ionisasi Asam HA (aq) + H 2 O (l) HA (aq) H 3 O + (aq) + A - (aq) H + (aq) + A - (aq) K a = [H+ ][A - ] [HA] K a adalah konstanta ionisasi asam K a kekuatan asam lemah 16.5 16.5 30

Awal (M) Berapakah ph dari larutan 0,5 M HF (pada 25 0 C)? HF (aq) H + (aq) + F - (aq) K a = [H+ ][F - ] [HF] Perubahan (M) Akhir (M) K a = HF (aq) 0,50 0,00 -x +x 0,50 - x x 2 = 7,1 x 10-4 0,50 - x H + (aq) + F - (aq) x K a << 1 0,00 +x x = 7,1 x 10-4 0,50 x 0,50 x 2 K a = 7,1 x 10-4 x 0,50 2 = 3,55 x 10-4 x = 0,019 M [H + ] = [F - ] = 0,019 M ph = -log [H + ] = 1,72 [HF] = 0,50 x = 0,48 M 16.5 Kapan kita boleh menggunakan aproksimasi? K a << 1 0,50 x 0,50 Jika x lebih kecil daripada 5% dari konsentrasi awal. x = 0,019 0,019 M 0,50 M x 100% = 3,8% Lebih kecil dari 5% Aproksiomasi ok. Berapakah ph dari larutan 0,05 M HF (pada 25 0 C)? x K a 2 0,05 = 7,1 x 10-4 x = 0,006 M 0,006 M 0,05 M x 100% = 12% Lebih dari 5% Aproksimasi tidak ok. Harus menggunakan persamaan kuadrat atau metode pendekatan berjenjang untuk mencari nilai x. 16.5 31

Menyelesaikan Soal-soal ionisasi asam lemah: 1. Tentukan spesi-spesi yang dapat mempengaruhi ph. Pada sebagian besar soal, anda dapat mengabaikan autoionisasi air. Abaikan [OH - ] karena ph ditentukan oleh [H + ]. 2. Nyatakan konsentrasi kesetimbangan dari semua spesi dalam konsentrasi awal dan satu variabel x. 3. Tulis K a dalam konsentrasi-konsentrasi kesetimbangannya. Setelah mengetahui nilai K a, kita dapat mencari x. 4. Hitunglah konsentrasi dari semua spesi dan/atau ph larutan. 16.5 Awal (M) Berapakah ph dari 0,122 M asam monoprotik yang nilai K a -nya 5,7 x 10-4? Perubahan (M) Akhir (M) K a = K a HA (aq) 0,122 0,00 -x +x 0,122 - x x 2 = 5,7 x 10-4 0,122 - x x 2 0,122 = 5,7 x 10-4 H + (aq) + A - (aq) x K a << 1 0,00 +x x x 2 = 6,95 x 10-5 0,122 x 0,122 x = 0,0083 M 0,0083 M 0,122 M x 100% = 6,8% Lebih dari 5% Aproksimasi tidak ok. 16.5 32

K a = x 2 0,122 - x = 5,7 x 10-4 x 2 + 0,00057x 6,95 x 10-5 = 0 ax 2 + bx + c =0 -b ± b 2 4ac x = 2a x = 0,0081 x = - 0,0081 Awal (M) Perubahan (M) Akhir (M) HA (aq) H + (aq) + A - (aq) 0,122 0.00 0,00 -x +x +x 0,122 - x x x [H + ] = x = 0,0081 M ph = -log[h + ] = 2,09 16.5 konsentrasi asam Ionisasi pada kesetimbangan persen ionisasi = konsentrasi awal asam x 100% Untuk asam monoprotik HA Persen ionisasi = [H + ] [HA] 0 x 100% [HA] 0 = konsentrasi awal 16.5 33

16.8 Basa Lemah dan Konstanta Ionisasi Basa NH 3 (aq) + H 2 O (l) NH 4 + (aq) + OH - (aq) K b = [NH 4 + ][OH - ] [NH 3 ] K b adalah konstanta ionisasi basa K b kekuatan basa lemah Selesaikan soal-soal basa lemah seperti asam lemah namun di sini kita mencari [OH - ] bukan [H + ]. 16.6 34

Konstanta disosiasi-basa K b mengacu pada kesetimbangan yang terjadi ketika basa lemah ditambahkan ke dalam air. Amonia dan amina adalah molekul-molekul yang paling umum yang bertindak sebagai basa lemah. Sebagian besar anion bertindak sebagai basa lemah. 16.6 35

Menentukan ph dari K b dan [B] awal Soal: Amonia adalah zat pembersih yang paling umum digunakan dalam rumah tangga dan termasuk basa lemah, dengan K b = 1,8 x 10-5. Berapakah ph dari larutan 1,5 M NH 3? Konstanta Ionisasi Pasangan Asam-Basa Konjugat HA (aq) A - (aq) + H 2 O (l) H + (aq) + A - (aq) OH - (aq) + HA (aq) K a K b H 2 O (l) H + (aq) + OH - (aq) K w K a K b = K w Asam Lemah dan Basa Konjugatnya K a = K w K b K b = K w K a 16.7 36

Semua anion dapat bekerja sebagai basa lemah kecuali anion yang merupakan basa konjugat dari asam kuat. Menentukan ph suatu Larutan Garam Soal: Natrium sianida dalam air dapat menghasilkan larutan basa. Berapakah ph dalam larutan 0,25 M NaCN? K a HCN = 4,9 x 10-10 Petunjuk: Kita harus mencari ph larutan dari ion sianida, CN -, yang bertindak sebagai basa dalam air. 37

Reaksi antara anion atau kation suatu garam, atau keduanya, dengan air disebut hidrolisis garam. Hidolisis mempengaruhi ph larutan garam. Kation: Semua kation akan menghasilkan asam dalam air kecuali kation dari golongan 1 dan 2. Anion: Beberapa bersifat asam HSO 4 - Anion yg merupakan basa konjugat dari asam kuat bersifat netral. (Cl -, NO 3-, ) Yang lainnya bersifat basa. Sifat-sifat Asam-Basa dari Garam Larutan Asam: Dengan mudah kita dapat mengetahui garam seperti NH 4 Cl dapat menghasilkan larutan asam. H NH 4 Cl (s) 2 O NH 4+ (aq) + Cl - (aq) NH 4 + (aq) NH 3 (aq) + H + (aq) Bagaimanakah garam seperti Al(NO 3 ) 3, CrCl 3, or FeBr 3 menghasilkan larutan asam? Al(H 2 O) 6 (aq) 3+ 2+ Al(OH)(H 2 O) 5 (aq) + H + (aq) 16.9 38

Hidrolisis Asam Al 3+ 16.9 Definisi Asam Asam Arrhenius adalah zat yang menghasilkan H + (H 3 O + ) dalam air Asam Brønsted adalah donor proton Asam Lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron Basa Lewis adalah zat yang dapat memberikan sepasang elektron H + + OH - asam basa H O H H + + H N H H H + N H asam H basa H 16.10 39

Asam dan Basa Lewis F F B F asam + N H F B H F H F basa H N H H Tidak ada proton yang diterima atau diberikan! 16.10 40