LOGO Bab 08 Asam Basa Apa yang terjadi? - Koma - Tulang keropos - Sesak napas - dll 1
Ikhtisar Teori Asam Basa Sifat Asam-Basa dari Air ph-suatu ukuran keasaman Kesetimbangan Asam-Basa Lemah dan Garam Campuran Penahan Teori Asam-Basa ARRHENIUS KONSEP BRøNSTED- LOWRY LEWIS G.N. Lewis 2
Teori Asam-Basa: Arrhenius Dasar teorinya adalah pengionan dalam air dikatakan asam jika melepaskan ion H + atau H3O + contohnya: HCl, H 2 SO 4, H 2 CO 3, H 3 PO 4 HCl + H 2 O H 3 O + + Cl - dikatakan basa jika melepaskan ion OH - contohnya: NaOH, KOH, Ba(OH) 2, Ca(OH) 2 NaOH + H 2 O Na + + OH - +H 2 O Teori Asam-Basa: BRØNSTED-LOWRY Dasar teorinya adalah pertukaran proton (H + ) dikatakan asam jika sebagai donorproton (H + ) dan basa jika sebagai akseptor proton H 2 O + NH 3 NH 4 + + OH - psg konjugat psg konjugat Asam kuat: basa konjugasi lemah Basa kuat: asam konjugasi lemah Dimungkinkan terdapat spesi yang bersifat amfoter 3
Teori Asam-Basa: Lewis Dasarnya adalah pemakaian pasangan elektron bebas dikatakan asam jika menerima pasangan elektron dan basa jika memberikan pasangan elektron..... F H F H................. F. B + N H F B. N. H F H F H asam basa senyawa koordinasi Teori 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 2 3 NH 3 + HCO 3 reaksi 4 H 2 PO 4 + OH HPO 2 4 + H 2 O reaksi 5 H 2 SO 4 + N 2 H + 5 HSO 4 + N 2 H 2+ 6 4
Sifat Asam-Basa dari Air H 2 O (l) H + (aq) + OH - (aq) H O + H O H H [ ] + H O H + H O H basa asam konjugat H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - asam autoionisasi air basa konjugat - Sifat Asam-Basa dari Air H 2 O (l) H + (aq) + OH - (aq)k c = [H+ ][OH - ] [H [H 2 O] 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 Larutan bersifat [H + ] = [OH - ] netral [H + ] > [OH - ] asam [H + ] < [OH - ] basa 5
Sifat Asam-Basa dari Air Berapakahkonsentrasi 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 1 x 10-14 = = 7,7 x 10 [H + ] 1,3-15 M Berapakah [H + ] dalam 0,035M NaOH? ph Suatu Ukuran Keasaman ph = -log [H + ] Larutan bersifat netral asam basa Pada suhu 25 0 C [H + ] = [OH - ] [H + ] = 1 x 10-7 [H + ] > [OH - ] [H + ] > 1 x 10-7 [H + ] < [OH - ] [H + ] < 1 x 10-7 ph = 7 ph < 7 ph > 7 ph [H + ] 6
ph Suatu Ukuran Keasaman poh = -log [OH - ] [H + ][OH - ] = K w = 1,0 x 10-14 -log [H + ] log [OH - ] = 14,00 ph + poh = 14,00 Contoh kasus 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 7
ph Kekuatan Asam Basa Asam Kuat Asam Lemah ph Kekuatan Asam Basa elektrolit kuat 100% terdisosiasi NaCl (s) H 2 O HCl (aq) + H 2 O (l) NaOH (s) + H 2 O (l) Na + (aq) + Cl - (aq) H 3 O + (aq) + Cl - (aq) Na + (aq) + OH - (aq) elektrolit lemah tidak terdisosiasi sempurna CH 3 COOH CH 3 COO - (aq) + H + (aq) F - (aq) + H 2 O (l) OH - (aq) + HF (aq) 8
ph Kekuatan Asam Basa Berapakah ph dari larutan 2 x 10-3 M HNO 3? HNO 3 adalah asam kuat 100% terdisosiasi. HNO 3 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + NO 3- (aq) Awal 0,002 M 0,0 M 0,0 M Akhir 0,0 M 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? Ba(OH) 2 adalah basa kuat 100% terdisosiasi. Ba(OH) 2 (s) Ba 2+ (aq) + 2OH - (aq) Awal 0,018 M 0,0 M 0,0 M Akhir 0,0 M 0,018 M 0,036 M ph = 14,00 poh = 14,00 + log(0,036) = 12,56 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 konstantaionisasi asam K a kekuatan asam lemah Begitu juga dengan basa lemah, Kb maka kekuatan basa lemahnya 9
Persen ionisasi = konsentrasi asam ionisasi pada kesetimbangan konsentrasi awal asam x 100% Untuk asam monoprotik HA [H + ] Persen ionisasi = x 100% [HA] [HA] 0 = konsentrasi awal 0 Asam diprotik & poliprotik Menghasilkan lebih dari 1 ion H + per molekul Terionisasi secara bertahap (ion H + lepas satu per satu) Contoh asam diprotik: H 2 CO 3 H 2 CO 3 (aq) HCO 3- (aq) H + (aq) + HCO 3- (aq) H + (aq) + CO 3- (aq) K a = [H+ ][HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] K a = [H+ ][CO 3 2- ] [HCO 3- ] 10
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. Berapakah ph dari larutan 0,5M HF(pada 25 0 C)? HF (aq) H + (aq) + F - (aq)k a = [H+ ][F - ] = 7,1 x 10 [HF] -4 HF (aq) H + (aq) + F - (aq) Awal (M) Perubahan (M) Akhir (M) K a = K a x 2 0,50 0,00 -x +x 0,50 - x = 7,1 x 10-4 0,50 - x x 2 = 7,1 x 10-4 0,50 x K a << 1 0,00 +x x x 2 = 3,55 x 10-4 0,50 x 0,50 x = 0,019 M [H + ] = [F - ] = 0,019 M ph = -log [H + ] = 1,72 [HF] = 0,50 x = 0,48 M 11
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 0,05M 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. Menentukan ph dari K b dan [B] awal 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? Selesaikan soal-soal basa lemah seperti asam lemah namun di sinikita mencari [OH - ] lalu [H + ] untuk menghitung ph. Aproximasi x > 5% tidak ok, penyelesaian harus menggunakan persamaan kuadrat atau metode pendekatan berjenjang untuk mencari nilai x. 12
Konstanta Ionisasi Pasangan Asam-Basa Konjugat HA (aq) H + (aq) + A - (aq) A - (aq) + H 2 O (l) H 2 O (l) OH - (aq) + HA (aq) K a K b 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 Hidrolisis garam: reaksi kation/anion suatu garam, atau keduanya, dengan air. Garam yang menghasilkan larutan netral: H NaNO 3 (s) 2 O Na + (aq) + NO 3- (aq) Garam yang menghasilkan larutan basa: H 2 O CH 3 COONa(s) Na + (aq) + CH 3 COO - (aq) CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) [H + ] = [OH - ] = 10-7 CH 3 COOH (aq) + OH - (aq) K b = [CH 3COOH][OH - ] [CH 3 COO - ] = 5,6 x 10-10 [OH - ] = K w x Cg Ka 13
Garam yang menghasilkan 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) K a + 14 [ NH 3][ H ] K w 1,0 x10 10 = = = 5,6 10 + 5 [ NH 1,8 10 4 ] Kb x = x [H + ] = K w x Cg Kb Garam hidrolisis sempurna: H 2 O NH 4 CH 3 COO(s) NH 4+ (aq) + CH 3 COO - (aq) NH 4+ (aq) CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) NH 3 (aq) + H + (aq) CH 3 COOH (aq) + OH - (aq) [H + ] = K w x K a Kb 14
Jenis Garam Contoh Ion yang mengalami hidrolisis ph Larutan Kation dari basa kuat; anion dari asam kuat Kation dari basa kuat; anion dari asam lemah Kation dari basa lemah: anion dari asam kuat Kation dari basa lemah, anion dari asam lemah Kation kecil bermuatan tinggi; anion dari asam kuat NaCl,KI, KNO 3, RbBr, BaCl 2 Tak ada = 7 CH 3 COONa, Anion > 7 KNO 3 NH 4 Cl, Kation < 7 NH 4 NO 3 NH 4 NO 2, CH 3 COONH 4, NH 4 CN Anion dan kation AlCl 3, Fe(NO 3 ) 3 Kation terhidrasi < 7 < 7 jika Kb < Ka = 7 jika Kb = Ka >7 jikakb > Ka Menentukan ph suatu Larutan Garam 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. 15
Campuran Penahan BUFER ASAM (ASAM LEMAH DAN GARAMNYA) CH 3 COOH H + + CH 3 COO - C a C a NaCH 3 COO Na + + CH 3 COO - C g C g Terjadi efek ion senama [CH 3 COOH] [H + ] = K a = K [CH a 3 COO - ] C a C g BUFER BASA (BASA LEMAH DAN GARAMNYA) NH 4 OH NH 4+ + OH - C b C b NH 4 Cl NH 4+ + Cl - C g C g [NH 4 OH] [OH - ] = K b [NH 4+ ] = K b C b C g Campuran Penahan: Mekanisme Kerja Bila ada x mol H + ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah garam berkurang, jumlah asam bertambah NaCH 3 COO Na + + CH 3 COO - CH 3 COOH H + + CH 3 COO - mmol asam + x [H + ] = K a mmol garam - x H + Bila ada x mol OH - ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah asam berkurang, jumlah garam bertambah NaCH 3 COO Na + + CH 3 COO - CH 3 COOH H + + CH 3 COO - mmol asam - x [H + ] = K a mmol garam + x OH - 16
Campuran Penahan: Daya Tahan (Kapasitas) Bufer Mol H + atau OH - yang harus ditambahkan ke dalam 1 liter larutan bufer agar ph-nya berubah satu satuan ph - 1 Bufer awal ph + 1 + asam + basa ph = 3 ph = 4 ph = 5 Yang mempengaruhi daya tahan bufer: Konsentrasi penyusun bufer Perbandingan [asam]/[garam] atau [basa]/[garam] Kapasitas maksimum bila, [asam] [basa] atau = 1 [garam] [garam] Campuran Penahan -Berpakah ph campuran yang terbentuk dari larutan 500 ml asam benzoat 0.1 M dan 500 ml natrium benzoat 0.01 M. (Ka asam benzoat = 6.5 x 10-5 ) -Tentukanlah ph campuran yang terbentuk dari 100 ml KOH 0.1 M dan 100 ml asam format 0.2 M. (Ka = 1.7 x 10-4 ). 17
LOGO 18