Transcript Kesetimbangan Asam-Basa

KESETIMBANGAN ASAM-BASA
Konstanta Hasil Kali Ion-ion Air
H3O+(aq) + OH-(aq)
H2O + H2O

H3O OH 
18
o

Keq 

3,2x10
25
C
2
H2O
k
Sangat kecil berarti konsentrasi H2O dapat
dianggap konstan

H O OH 
Kw  Keq x H O 
x H O  H O OH 

2
2

H2O
2

2
3
2

3
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
Jika [H+] > [OH-]  Larutan asam
[H+] = [OH-]  Larutan netral
[H+] < [OH-]  Larutan basa
Contoh soal :
Suatu sampel darah diketahui mempunyai [H+] = 4,6 x 10-8 M.
Hitung konsentrasi molar [OH-] dan tentukan jenis larutan.
Jawab : Kw
1,0 x 10-14
Maka [OH-]
= [H+] [OH-]
= 1,0 x 10-14
= 4,6 x 10-8 x [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.
Skala pH beberapa larutan :
Gambar. The pH scale
pH Asam dan Basa Kuat
Asam kuat dan basa kuat
terdiossosiasi sempurna :
pH = -log [H+]
Contoh :
Berapa pH larutan NaOH
0,0026 M (25oC) ?
Jawab :
pOH = -log (2,6 x 10-3)
= 3-log 2,6 = 2,59
pH = 14 – pOH
= 14 – 2,59
= 11,41
3
Latihan :
Hitung pH 0,020 M HCl
Pengukuran pH
Pengukuran pH dapat dilakukan dengan : pH meter, kertas atau
larutan indikator
Tabel. pH, [H+], [OH-], dan pOHa
4
Tabel. Common Acid – Base Indicators
Konstanta Ionisasi Asam
Konstanta relatif suatu asam dinyatakan dengan konstanta ionisasi asam (Ka)
H3O+ + A-
Ionisasi asam lemah : HA + H2O
H O A   Ka  Kc x H O  H A 
Kc 



3
HAH2O
2

HA
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/L
HCHO2
H+ + CHO2Kons. Awal
Perubahan
Kons. Setimbang
0,100
-0,0042
0,096
0
+0,0042
0,0042
0
+0,0042
0,0042

4,2 x 10 4,2 x 10 
Ka 
 1,8 x 10
3
3
4
0,092
Ka < 10-3
Ka > 1
Ka 1 - 10-3
: asam lemah
: asam kuat
: 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
Jumlah HA yang terionisasi
Persentase ionisasi =
Jumlah HA awal
Contoh soal :
Berapakah persentase ionisasi asam asetat 0,10 M ?
(Ka = 1,8 x 10-5)
8
Jawab
H+ +
HC2H3O2
Kons. Awal
Perubahan
Kons. Setimbang
0,10
-X
(0,1-X)
 0,1
C2H3O2-
0
+X
X
0
+X
X

H C H O  X X 
Ka 

 1,8 x 10
HC H O  0,10


2
2
3
3
5
2
2
X
= 1,3 X 10-3
Jadi [H+] = 1,3 x 10-3 mol/L
1,3 x 10-3 mol/L
Persentase ionisasi =
x 100 = 1,3%
0,10 mol/L
9
Konstanta Ionisasi Basa
Reaksi ionisasi suatu basa lemah
BH+(aq) + OH-(aq)
B(aq) + H2O
BH OH 
Kb 


B
Menghitung Kb dari pH
Contoh soal :
Metilamin CH3NH2 0,100 M mempunyai pH 11.80.
Hitung Kb !!
CH3NH2 + H2O
CH3NH3+ + OHpOH = 14 – 11,80 = 2,2
[OH-] = 10-2,2 = 6,3 x 10-3

6,3x10 

3 2
Kb
0,1
 3,96x104
10
pKa dan pKb
pKa = -log Ka makin besar pKa, asam makin lemah
pKb = -log makin besar pKb, basa makin lemah
Ka 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 ApH larutan Buffer
HA
H   Ka x A 


atau
pH  pKa - log
asam
anion
12
Kesetimbangan pada Larutan Buffer
CH3COO- + H3O+
CH3COOH + H2O

CH COO H O 



3
Ka
3
CH 3COOH 

CH 3COOH 

H O   K
3
a
CH COO 

3
Jika rasio [HA]/[A-] meningkat maka [H3O+] meningkat
Jika rasio [HA]/[A-] turun maka [H3O+] turun
Contoh soal :
Suatu larutan buffer dibuat dengan cara mencampur 0,11 M
NaC2H3O3 (Na-asetat) dan asam asetat 0,090 M. Hitung pH !
Jawab :

H A 
Ka 
 1,8 x 10


5
HA

H 0,11

H   1,5 x 10 mol/L
pH  log  1,5 x 10   4,82


0,090
5
5
Kapasitas Buffer
Adalah : Ukuran kemampuan buffer menahan perubahan pH
ditentukan oleh ukuran molaritas komponen-komponen
yang terlibat
13
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
CH3COOH + H2O
Mula
Berubah
Setimbang
0,50
-x
0,50-x
-
0,50 – x ≈ 0,50 dan 0,50 + x ≈ 0,50
CH3COO- + H3O+
0,50
+x
0,50+x
0
+x
0,50+x
(a) pH  pKa

CH 3COOH 
 log
CH 3COO 
0,50
pH   log1,8 x10   log
0,50
5
pH   log1,8 x10
5
  4,74
(b) Setelah penambahan 0,020 mol NaOH ke 1 L Larutan
[OH-] = 0,020 mol/1 L = 0,020 M
CH3COOH + OHMula
Tambahn
Setelah th
0,50
0,48
0,020
0
CH3COO- + H2O
0,50
0,52
0
-
CH3COOH + H2O
Mula
Berubah
Setimbang
0,48
-x
0,48-x
-
CH3COO- + H3O+
0,52
+x
0,52+x
0
+x
x
Asumsi 0,48 – x ≈ 0,48 dan 0,52 + x ≈ 0,52
CH 3COOH   1,8 x105 x 0,48
H O   K CH COO 
H O   1,7 x10 M
pH   log1,7 x10   4,77

3
a

3

0,52
5
3
5
(c) Dengan cara yang sama pH pada soal (c) menjadi 4,70
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.
C2H3O2- + H2O
HC2H3O2 + OHKonsentrasi Awal
Perubahan
0,15
-X
Konsentrasi setimbang
(0,15-X)  0,15
0
+X
0
+X
(X+y)
(X-y)
16


HC2 H 2O2 OH 
XX
10
Kb 
 5,7 x 10 
 5,7 x 1010
C H O 

2
3
0,15
2
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 Poliprotik
Contoh soal :
Hitung pH larutan Na2CO3 0,15 M
Jawab .
CO32- + H2O
HCO3- + OH-
Konsentrasi Awal
Perubahan
0,15
-X
0
+X
0
+X
Konsentrasi setimbang
(0,15-X)  0,15
(X)
(X)
17

HCO OH  X
Kb 

 2,1 x 10
CO  0,15

3

2
2
4
 X  5,7 x 103
3
[OH-] = 5,7 x 10-3 ;
pOH = -log (5,7 x 10-3) = 2,24
maka pH = 14 – 2,24 = 11,76
18
Titrasi Asam Basa
• Titrasi Asam kuat dengan Basa kuat
1
19
• Titrasi Asam lemah dengan Basa kuat
FIGURE Titration curve titrating a weak acid (0,20 M acetic
20
• 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)
21
Contoh soal :
Hitung pH larutan hasil sesudah 20,00 mL NaOH 0,2M
Ditambahkan 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
0,20 mol NaOH
Jml mol NaOH yang ditambahkan = 20,00 mL x
1000 mL larutan
= 0,0040 mol NaOH
Sisa asam :
0,005 mol – 0m0040 mol = 0,0010 mol HC2H3O2
22
[anion]
pH larutan buffer Na-asetat : pH = pKa + log
= 4,74 + log
[asam]
[0,004]
[0,001]
= 5,34
23
Kesetimbangan Kelarutan
AgCl (s)
Ksp = [Ag+][Cl-]
MgF2 (s)
Ag2CO3 (s)
Ca3(PO4)2 (s)
Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Ksp adalah Konstanta hasil kali kelarutan
Mg2+ (aq) + 2F- (aq)
Ksp = [Mg2+][F-]2
2Ag+ (aq) + CO32- (aq)
Ksp = [Ag+]2[CO32-]
3Ca2+ (aq) + 2PO43- (aq)
Ksp = [Ca2+]3[PO43-]2
Pelarutan suatu padatan ionik dalam larutan aqueous:
Q < Ksp
Larutan tak jenuh
Q = Ksp
Larutan jenuh
Q > Ksp
Larutan lewat jenuh
Tidak mengendap
Terbentuk endapan
16.6
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 ?
AgCl (s)
Mula (M)
Berubah (M)
Equilibrium (M)
[Ag+] = 1.3 x 10-5 M
Ag+ (aq) + Cl- (aq)
0.00
0.00
+s
+s
s
s
[Cl-] = 1.3 x 10-5 M
Ksp = 1.6 x 10-10
Ksp = [Ag+][Cl-]
Ksp = s2
s = Ksp
s = 1.3 x 10-5
1.3 x 10-5 mol AgCl 143.35 g AgCl
Solubilitas AgCl =
x
= 1.9 x 10-3 g/L
1 L soln
1 mol AgCl
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?
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
Q = [Ca2+]0[OH-]02 = 0.10 x (4.0 x 10-4)2 = 1.6 x 10-8
Ksp = [Ca2+][OH-]2 = 8.0 x 10-6
Q < Ksp
Tidak ada precipitate yang terbentuk
16.6
Berapa konsentrasi Ag yang dibutuhkan untuk
mengendapkan HANYA AgBr dalam larutan yang
mengandung baik Br- dan Cl- Pada konsentrasi 0.02 M?
AgBr (s)
Ag+ (aq) + Br- (aq)
Ksp = 7.7 x 10-13
Ksp = [Ag+][Br-]
-13
K
7.7
x
10
sp
-11 M
=
=
3.9
x
10
[Ag+] =
0.020
[Br-]
AgCl (s)
[Ag+]
Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Ksp = 1.6 x 10-10
Ksp = [Ag+][Cl-]
Ksp
1.6 x 10-10
-9 M
=
=
8.0
x
10
=
0.020
[Cl-]
3.9 x 10-11 M < [Ag+] < 8.0 x 10-9 M
16.7
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
remove
add
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
16.9
At pH less than 10.45
Lower [OH-]
OH- (aq) + H+ (aq)
H2O (l)
Increase solubility of Mg(OH)2
At pH greater than 10.45
Raise [OH-]
Decrease solubility of Mg(OH)2