Asam Dan Basa Ninik.ppt

ASAM BASA

1. TEORI ASAM BASA Teori Arrhenius Dasar teorinya adalah pengionan dalam air dikatakan asam jika melepaskan ion H+ contohnya: HCl, H2SO4, H2CO3, H3PO4

HCl + H2O

H3O+ + Cl-

dikatakan basa jika melepaskan ion OHcontohnya: NaOH,KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2

NaOH + H2O

Na+ + OH- +H2O

Teori Bronsted Lowry Dasar teorinya adalah pertukaran proton (H+) dikatakan asam jika sebagai donor proton (H+) dan basa jika sebagai akseptor proton

H2O

+

NH4+

NH3

+

OH-

psg konjugat psg konjugat asam

basa

asam konjugasi

Asam kuat: basa konjugasi lemah Basa kuat: asam konjugasi lemah

basa konjugasi

Teori Lewis Dasarnya adalah pemakaian pasangan elektron bebas dikatakan asam jika menerima pasangan elektron dan basa jika memberikan pasangan elektron

F .. F .. B .. F asam

H .. N .. H .. H

F F .. B .. F

basa

senyawa koordinasi

..

+

..

H .. .. N .. H .. H

Contoh Tentukanlah asam dan basa pada pasangan/reaksi: a. HCO3- (aq) + H2O (l)

H3O+ (aq) + CO32- (aq)

b. HCO3- (aq) + H2O (l)

H2CO3 (aq) + OH- (aq)

Penyelesaian a. HCO3- sebagai asam karena melepaskan proton; H2O sebagai basa karena menerima proton. CO32- adalah basa konjugasi dari asam HCO3- dan H3O+ adalah asam konjugasi dari basa H2O

b. HCO3- sebagai basa karena menerima proton; H2O sebagai asam karena melepaskan proton. H2CO3 adalah asam konjugasi dari basa HCO3- dan OH- adalah basa konjugasi dari asam H2O

ASAM KUAT Contoh : HNO3, HCl, H2SO4,HClO4, HBr, HI, HBrO4 dan HIO4

HCl + H2O  H3O+

+ Cl-

• Asam kuat terionisasi sempurna atau hampir sempurna dlm air (100%) • asam kuat hasilkan basa terkonjugasi yang lemah

ASAM LEMAH 

Asam lemah terionisasi kurang dari 100% dalam air.



Contoh : Asam asetat = CH3CO2H



CH3CO2H + H2O  CH3CO2- + H3O+



Asam Lemah : H3PO4, HNO2, HOCl, Asam organik



Asam lemah hasilkan basa terkonjugasi yang kuat

KEKUATAN ASAM DAN BASA Nama Asam HSO4HCN NH4+ HCO3HSKekuatan menurun H2O NH3 OH-

Basa Konjugat SO32CNNH3 CO32S2Kekuatan meningkat OHNH2O2-

ASAM MONOPROTIK DAN DIPROTIK • Asam Monoprotik : Mendonor 1 Proton Contoh : HF, HCl, HNO3 • Asam Poliprotik : Mendonor Lebih Dari 1 Proton • Asam Diprotik : Mendonor 2 Proton, • Contoh : H2SO4. • H2SO4 + H2O • HSO4- + H2O

HSO4- + H3O+ SO42- + H3O+

AMPHIPROTIK • Senyawa yang bisa berperan sebagai asam bronsted atau basa bronsted • Contoh : ion hidrogen fosfat (HPO42-)

HPO42- (aq) + H2O (l)

H3O+ (aq) + PO43- (aq)

Asam

HPO42- (aq) + H2O (l) Basa

H2PO4- (aq) + OH- (aq)

AUTOIONISASI AIR

OH-

+

H 3O

• [H+] = [OH-] • [H+] > [OH-] • [H+] < [OH-]

Netral Asam Basa

pH DAN pOH

• SKALA pH pH = - log [H+] pOH = - log [OH-] pH + pOH = 14 Kw = [H+] [OH-] Contoh : pH Jus Jeruk = 3,12 Berapa [H3O+] Jawab : pH = -log [H3O+] log [H3O+] = - pH [H3O+] = 10-pH (antilog) = 10-3,12 = 7,6 x 10-4 M

Contoh : 1. Diketahui pH air hujan 7,41 Berapa pOH, [H+], [OH-] ? pOH : pH + pOH = 14 7,41 + pOH = 14 pOH = 6,59 [H+] : pH = - log [H+] 7,41 = - log [H+] 10-7,41 = [H+]= 3,89 x 10-8 M [OH-] : pOH = - log [OH-] 6,59 = - log [OH-] 10-6,59 = [OH-] = 2,57 x 10-7 M 2. Berapa pH pada 0,1 M HNO3 pH = - log [H+] = - log 0,1 = 1

KESETIMBANGAN ASAM

KESETIMBANGAN PADA ASAM • DISSOSIASI ASAM LEMAH TIDAK SEMPURNA CONTOH : Berapa pH larutan 1 M HF, diketahui Ka = 7,2 x 10-4 Jawab : HF (aq) H+(aq) + F-(aq) Ka= 7,2 x10-4 H2O (l) H+(aq) + OH-(aq) Kw= 1,0 x10-14 Ka = [H+]2/ Ca ; ICE TABLE [H+] = Ka. Ca

HF

H+

I

1

0

0

C

-x

+x

+x

E

1-x

x

x

+

F

Jadi : Ka = 7.2 x 10-4 = x2 . 1

x = 0.00268 = [H+] pH = - log [H+] pH = - log 0.00268 pH = 2.57

HF = 1 –x, karena x dianggap kecil, maka HF = 1

KESETIMBANGAN ASAM Contoh lain : Berapa pH larutan 0,1 M HOCl? Bila diketahui Ka = 3,5 x 10-8 Jawab :

[H+] = Ka. Ca =  3,5 x 10-8 . (0,1) = 5,916 x 10-5

pH = - log [H+] = - log 5,916 x 10-5 = 4,23

MENGHITUNG PERSENTASE ZAT YANG TERDISOSIASI

PERSENTASE TERDISOSIASI

KONSENTRASI ZAT YANG TERURAI = ----------------------------- X 100 % KONSENTRASI ZAT SEMULA

CONTOH : Berapa persentase terdissosiasi pada larutan 1 M HF. diketahui [H+] pada keadaan setimbang = 2.7 x 10-2 JAWAB : 2.7 X 10-2 X 100% = 2.7 % 1

Hitung % dissosiasi asam HF (Ka = 1.8 x 10-5) pada larutan dengan konsentrasi 0,1 M Jawab : [H+]

= Ka. Ca =  1.8 X 10-5 . (0,1)

= 1.3 x 10-3 M % dissosiasi = (1.3 x 10-3) x 100 % = 1.3 % 0,1

BASA • ARRHENIUS : Senyawa yang menghasilkan OH- dalam larutan • BRONSTED-LOWRY : Aseptor proton

• Basa kuat : terdissosiasi sempurna • Basa lemah : terdissosiasi tidak sempurna

KONSTANTA BASA • Basa sebagai aseptor proton • Konstanta dissosiasi : B (aq) + H2O (l)

BH+(aq) + OH- (aq)

[BH+] [OH-] Kb = ---------------[B] Contoh : Hitung pH larutan NH3 15 M (Kb = 1.8 x 10-5)

Jawab :

NH3 (aq) + H2O (l) H2O (l)

NH4+ (aq) + OH- (aq) H+ (aq) + OH- (aq)

[OH-] = √ Kb . Cb = √1,8 X 10-5 . (15) = 1.6 X 10-2 pOH = - log [OH-] = - log 1.6 X 10-2 = 1.7959 pH = 14 – pOH = 12.2

KESETIMBANGAN BASA Contoh lain : • Hitung pH dari 5,0 X 10-2 NaOH • JAWAB : pOH = - log [OH-] = - log 5,0 x 10-2 = 1,3 pOH + pH = 14 jadi pH = 14 – 1,3 = 12,7

Contoh 7.4 Hitunglah pH larutan a. HCl 0,1 M c. HCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)

b. NaOH 0,1 M d. C6H5COOH 0,1 M (Ka=6,5 x 10-5)

e. NH4OH 0,1 M (Kb=1,8 x 10-5)

Penyelesaian a. [H+] = [HCl] = 0,1M; pH = -log [0,1] = 1

b. [OH-] = [NaOH] = 0,1M; pH = 14 – pOH = 14 – [-log 0,1] = 13 c. [H+] = Ka.Ca = (4,9 x 10-10) x 0,1 pH = - log 7 x 10-6 = 5,16

= 7 x 10-6 M

d. [H+] = Ka.Ca = (6,5 x 10-5) x 0,1 pH = - log 2,55 x 10-3 = 2,60

= 2,55 x 10-3 M

e. [OH-] = Kb.Cb = (1,8 x 10-5) x 0,1 = 1,34 x 10-3 M pH = 14 – pOH = 14 – (-log 1,34 x 10-3) = 11,10

pH LARUTAN GARAM • Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dan basa kuat  kation/anion garam tak bereaksi dengan air  H+ dan OH- di air tetap  pH = 7  Contoh: NaCl, NaNO3 • Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa kuat  NaCH3COO + H2O CH3COOH + Na+ + OH anion garam bereaksi dengan air, kation tidak  hidrolisis sebagian  pH > 7  [H+] = Kw. Ka/Cg

• Garam yang terbentuk dari reaksi basa lemah dan asam kuat  NH4Cl + H2O NH4OH + Cl- + H+  kation garam bereaksi dengan air, anion tidak  hidrolisis sebagian  pH < 7  [H+] = Kw. Cg/Kb • Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa lemah  NH4CH3COO + H2O NH4OH + CH3COOH  kation dan anion garam bereaksi dengan air  hidrolisis sempurna  pH = 7, jika Ka = Kb  pH > 7, jika Ka < Kb  pH < 7, jika Ka > Kb  [H+] = Kw. Ka/Kb

Contoh 7.5 Perkirakan apakah larutan garam berikut ini bersifat netral, asam ataukah basa. A. KCl B. KCN C. NH4I

Penyelesaian

A. KCl berasal dari asam dan basa kuat maka bersifat netral karena tidak terhidrolisis B. KCN berasal dari basa kuat dan asam lemah, CNterhidrolisis menghasilkan OH- sehingga larutan garam bersifat basa C. NH4I berasal dari basa lemah dan asam kuat, NH4+ terhidrolisis menghasilkan H+ sehingga larutan garam bersifat asam

Contoh 7.6 Hitunglah pH larutan b. KCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)

a. KCl 0,1 M c. NH4CN 0,1 M (Kb=1,8 x 10-5)

Penyelesaian a. KCl, garam dari asam dan basa kuat maka pH = 7 b. [H+] = Kw.Ka/Cg pH = 11,16

= 10-14x(4,9x10-10/0,1)

c. [H+] = Kw.Ka/Kb pH = 9,63

= 10-14x(4,9x10-10/1,8x10-5)

= 7x10-12

= 3,59x10-10

Contoh 7.7 Hitunglah: a. Ka larutan asam lemah pH 5,2 dengan konsentrasi 0,01M b. Kb larutan basa lemah pH 9,0 dengan konsentrasi 0,01M c. Ka asam lemah (HA) jika garam NaA 0,01M pH-nya 8,5 d. Kb basa lemah (MOH) jika garam MNO3 0,01M pH-nya 5,3

Penyelesaian a. pH = 5,2; [H+] = 10-5,2; Ka = [H+]2/Ca = (10-5,2)2/0,01 = 4x10-9 b. pH = 9,0 maka pOH = 14 – 9 = 5; [OH-] = 10-5 Kb = [OH-]2/Cb = (10-5)2/0,01 = 1x10-8

c. pH = 8,5; [H+] = 10-8,5; Ka = [H+]2.Cg/Kw = (10-8,5)2 x 0,01/10-14 = 10-5 d. pH = 5,3; [H+] = 10-5,3; Kb = Cg.Kw/[H+]2 = 0,01 x 10-14/(10-5,3)2 = 4x10-6

7. 4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH) • Adalah zat (suatu asam atau basa lemah) yang akan berubah warna jika pH berubah pada kisaran tertentu • Kisaran pH yang menyebabkan indikator berubah warna disebut trayek pH.

• Bila pH < trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna asamnya • Bila pH > trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna basa • Contoh indikator: biru bromtimol (pH 6,0 – 7,6), merah metil (3,2 – 4,4), kuning alizarin (10,1 – 12,0)

Contoh 7.8 Suatu larutan ketika diberi indikator hijau bromkresol (trayek pH 3,8 – 5,4; warna asam kuning dan warna basa biru) menunjukkan warna tepat hijau, a. Berapa kira-kira pH larutan tersebut, b. Bila indikator merah metil (trayek pH 3,2 – 4,4; warna asam merah dan warna basa kuning) dimasukkan ke dalam larutan tersebut, bagaimana warna larutannya?

Penyelesaian a. Warna tepat hijau merupakan campuran dari warna kuning dan biru sehingga pH larutan merupakan nilai tengah trayek pH yaitu 4,6 b. pH 4,6 > trayek pH indikator merah metil, maka larutan akan berwarna kuning

7. 5 CAMPURAN PENAHAN BUFER ASAM (ASAM LEMAH DAN GARAMNYA) CH3COOH H+ + CH3COOCa Ca NaCH3COO Na+ + CH3COOCg Cg Terjadi efek ion senama

[H+] = Ka

[CH3COOH] = Ka [CH3COO ]

Ca Cg

BUFER BASA (BASA LEMAH DAN GARAMNYA) NH4OH NH4+ + OHCb Cb NH4Cl NH4+ + ClCg Cg [OH-]

= Kb

[NH4OH] = Kb [NH4+]

Cb Cg

Mekanisme kerja campuran penahan (bufer asam) • Bila ada x mol H+ ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah garam berkurang, jumlah asam bertambah NaCH3COO  Na+ + CH3COOH+ CH3COOH H+ + CH3COO[H+]

= Ka

mmol asam + x mmol garam - x

• Bila ada x mol OH- ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah asam berkurang, jumlah garam bertambah NaCH3COO  Na+ + CH3COOOHCH3COOH H+ + CH3COO[H+]

= Ka

mmol asam - x mmol garam + x

DAYA TAHAN CAMPURAN PENAHAN Mol H+ atau OH- yang harus ditambahkan ke dalam 1 liter larutan bufer agar pH-nya berubah satu satuan pH - 1

Bufer awal + asam

pH = 3

pH + 1 + basa

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]

Contoh 7.9 Berapakah pH campuran penahan yang terbuat dari a. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,1 M b. CH3COOH 0,01 M dan NaCH3COO 0,01 M c. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,01 M d. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,1 M e. NH4OH 0,001 M dan NH4Cl 0,001 M f. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,01 M g. C6H5COOH 0,1 M dan NaC6H5COO 0,1 M

Penyelesaian a. [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 =1,76x10-5; pH = 4,75 d. [OH-] = Kb.Cb/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 = 1,76x10-5 pOH = 4,75; pH = 14 – 4,75 = 9,25

Contoh 7.10 Berapakah perubahan pH bila ke dalam 1L campuran penahan yang terdiri dari asam format 1M dan natrium format 0,5M ditambahkan : a. 0,1 mol HCl b. 0,1 mol NaOH

Penyelesaian pH awal: [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,77x10-4 x 1/0,5 = 3,54x10-4 pH = 3,45 a. HCl akan bereaksi dengan garam natrium format NaHCOO + HCl NaCl + HCOOH [NaHCOO] menjadi (0,5 – 0,1)M = 0,4 M [HCOOH] = (1+0,1)M = 1,1 M [H+] = 1,77x10-4 x 1,1/0,4 = 4,87x10-4; pH = 3,31 Perubahan pH = 3,45 – 3,31 = 0,14

b. NaOH akan bereaksi dengan asam format membentuk garam format. HCOOH + NaOH

NaHCOO

[HCOOH] menjadi (1 – 0,1)M = 0,9 M

[NaHCOO] = (0,5 + 0,1)M = 0,6 M [H+] = 1,77x10-4 x 0,9/0,6 = 2,66x10-4; pH = 3,58 Perubahan pH = 3,58 – 3,45 = 0,13

+

H 2O

7. 6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN PENAHAN 

Penentuan kuantitas suatu bahan contohnya: penentuan kadar asam cuka dalam suatu produk industri



Penggunaan campuran penahan dalam:  pengujian kualitas air (kesadahan)

 pemisahan asam amino atau protein dengan kromatografi kolom

LATIHAN SOAL-SOAL 1.

2.

Tunjukkanlah pasangan asam-basa konjugasi untuk reaksi berikut: a. HNO3 + N2H4 NO3- + N2H5 b.

CN- + H3O+

c.

HIO3 + HC2O4-

d.

S2- + H2O

HCN + H2O IO3- + H2C2O4 HS- + OH-

Berapa pH larutan yang terbentuk bila dicampurkan sejumlah volume yang sama dari larutan: a. pH 2 dan pH 6 b. pH 2 dan pH 12 c. pH 9 dan pH 12

3. Hitunglah pH larutan yang terbuat dari: a. 50 g NaOH (dianggap murni) dalam 500 mL larutan b. 50 mL NH4OH 0,1 M dicampurkan dengan 200 mL air c. 25 g Natrium asetat dilarutkan menjadi 250 mL larutan d. pengenceran larutan NH4CN 0,1 M dengan faktor 4x

4. Hitunglah pH campuran penahan yang dibuat dari: a. asam benzoat 0,1 M dan natrium benzoat 0,1 M b. asam benzoat 0,020 M dan garam natrium benzoat 0,025 M

c. ammonium hidroksida 0,01 M dan amonium klorida 0,008 M