Kestimbangan Asam Basa.docx

1. KLASIFIKASI ASAM DAN BASA O Asam menurut Arhenius adalah senyawa yang bila dilarutkan dalam air akan meningkatkan konsentrasi ion hidrogen (H+) di atas nilainya dalam air murni. -

O Basa meningkatkan konsentrasi ion hidroksida (OH ) ASAM DAN BASA BRONSTED-LOWRY o o

o

Diperkenalkan oleh Johannnes Bronsted & Thomas Lowry pada tahun 1923 Asam didefinisikan sebagai suatu zat yang dapat memberikan ion hidrogen, dan sebuah basa adalah suatu zat yang dapat menerima ion hidrogen Dalam reaksi asam basa, ion hidrogen dipindahkan dari asam ke basa H3O+(aq) + CH3COO-(aq)

CH3COOH(aq) + H2O(l) Asam 1 o

Basa 1

Basa

Asam-basa terdapat sebagai pasangan konyugat. CH3COO- adalah basa konyugat dari CH3COOH dan sebaliknya. H3O+ dan H2O juga membentuk pasangan asam-basa konyugat. HCl(dalam NH3) + NH3(l) Asam 1

o o

Asam 2

Basa 1

NH4+(dalamNH3) + Cl-(dalamNH3) Asam 2

Basa 2

Contoh asam basa bronsted lowry pada pelarut non-H2O Beberapa molekul dan ion dapat berfungsi sebagai asam maupun sebagai basa tergantung konsidi reaksi sehingga disebut amfoter. Sebagai contoh air dan ion hidrogen karbonat CH3COOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO-(aq) + H2O(l) + NH3(aq) NH4 (aq) + OH-(aq) H2CO3-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CO22-(aq)

H2O(l) + HCO3-(aq) Asam 1 Basa 1

H2CO3(aq) + OH-(aq) Asam 2 Basa 2

Asam dan Basa Lewis   

Basa Lewis merupakan jenis basa yang menyumbangkan sepasang elektron bebas (donor elektron) Asam Lewis adalah jenis asam yang menerima sepasang elektron bebas (akseptor elektron) Salah satu contohnya reaksi molekul yang kekurangan elektron BF3 dengan molekul kaya elektron NH3 membentuk BF3NH3



Definisi Lewis mensistematiskan kimia berbagai macam oksida biner yang dapat dianggap sebagai anhidrida asam atau basa



Anhidrida asam didapatkan dengan mengambil air dari suatu asam okso sampai hanya tertinggal oksidanya, dengan demikian CO2 merupakan anhidrida asam karbonat (H2CO3) CO2(g) + H2O(l)



Oksida logam Golongan I dan II adalah anhidrida basa, yang diperoleh dengan menghilangkan air dari hidroksida yang sesuai. Contoh kalsium oksida, CaO, adalah anhidrida basa dari kalsium hidroksida Ca(OH)2 CaO(s) + H2O(l)



H2CO3(aq)

Ca(OH)2(s)

Reaksi oksida asam dan basa Lewis CaO(s) + CO2(g)

CaCO3(s)

Perbandingan antara Definisi Arhenius, Bronsted-Lowry, dan Lewis 

 

Reaksi Netralisasi HCl dan NaOH : HCl + NaOH H2O + NaCl asam basa air garam Menurut Arhenius, HCl adalah asam dan NaOH adalah basa Menurut Bronsted-Lowry, H3O+ adalah asam dan OH- adalah basa



Menurut Lewis, H+ adalah asam dan OH- adalah basa, karena proton menerima sepasang elektron bebas yang diberikan oleh OH-

2. SIFAT ASAM DAN SIFAT BASA DALAM LARUTAN AIR: SKEMA BRONSTED LOWRY Autoionisasi Air  Air sebagai asam dan basa H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) asam1 basa2 asam2 basa1  Reaksi ini bertanggung jawab terhadap autoionisasi air dengan persamaan [H3O+][OH-] = Kw  Dimana Kw tetapan hasil ionisasi ion untuk air sebesar 1x10-14 pada suhu 25oC  Air murni mengandung ion H3O+ dan OH- , dan karena adanya netralitas listrik total, maka banyaknya setiap jenis ion harus sama, sehingga [H3O+] = [OH- ] = y y2 = 1,0 x 10-14 y = 1,0 x 10-7

Asam dan Basa Kuat  Asam kuat adalah asam yang seluruhnya terionisasi di dalam larutan air. Contohnya HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, dan HClO4  Kekuatan asam dari seluruh asam kuat sama besar (efek perataan) dalam pelarut air, walaupun kemampuan untuk menyumbangkan hidrogen berbeda  Basa kuat yaitu basa yang bereaksi sempurna menghasilkan ion OHbila dilarutkan dalam air. Ion amida (NH2-) dan hidrida (H-) merupakan basa kuat

 Kekuatan basa dari seluruh basa kuat sama besar (efek perataan) dalam pelarut air, walaupun kemampuan untuk menyumbangkan OH- berbeda

Fungsi pH  Konsentrasi ion hidronium dalam air berkisar dari 10 M sampai 10-15 M. interval ini diperkecil dengan menggunakan skala logaritma yang disebut pH pH = - log10 [H3O+] pH = - log10 [Kw]/[OH-] Larutan asam, pH < 7 Larutan netral, pH = 7 Larutan basa, pH > 7

3. KEKUATAN ASAM DAN BASA 

 

Asam lemah  merupakan elektrolit lemah  menghasilkan sifat koligatif yang lebih kecil daripada asam kuat Reaksi kesetimbangan asam lemah HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq) Rumus kesetimbangan [H3O+] [A-] = Ka [HA] Ka adalah tetapan kesetimbangan asam pada suhu tertentu Asam kuat mempunyai Ka diatas 1, sehingga [HA] dalam penyebut kecil dan asam hampir seluruhnya terionisasi. Asam lemah mempunyai Ka lebih kecil dari 1 dan senyawa terionisasinya memiliki konsentrasi yang rendah

 Kekuatan basa berbanding terbalik dengan kekuatan asam konyugatnya H2O(l) + NH3(aq) Asam 1

NH4+(aq) + OH-(aq)

Basa 1

Asam 2

Basa 2

 Persamaan kesetimbangannya [NH4+] [OH-] = Kb [NH3] [NH4+] Kw

= Kb

[NH3] [H3O+] Kw

= Kb

Ka Kw = Ka Kb  Jika dua basa bersaing memperebutkan ion hidrogen, basa yang lebih kuat akan menang pada saat kesetimbangan tercapai. Asam yang lebih kuat menyumbangkan ion hidrogen ke basa yang lebih kuat, menghasilkan asam yang lebih lemah dan basa yang lebih lemah HF(aq) + CN-(aq) Asam 1

HCN(aq) + F-(aq) (1)

Basa 1

Tetapan kesetimbangan [HCN][F-] [HF] [CN-]  Reaksi keseluruhan

=K

Asam 2

Basa 2

HF(aq) + H2O(l)

H3O+(aq) + F-(aq) (2)

HCN(aq) + H2O(l)

H3O+(aq) + CN-(aq) (3)

Elektronegativitas dan Kekuatan Asam Okso  Kecendrungan kekuatan relatif asam okso dijelaskan oleh pengaruh dari elektronegativitas dan polaritas ikatan terhadap kemudahan peyumbangan proton. Asam okso menyumbangkan proton dalam larutan air yang sebelumnya terikat pada atom oksigen. –X–O–H Elektronegativitas X (sangat) negatif (B, C, P, As, S, Se, Br, I) sehingga cenderung melepaskan H+ (asam) (bukannya melepaskan OH-)

Indikator  Indikator adalah zat warna larut yang perubahan warnanya tampak jelas dalam rentang pH yang sempit.  Jenis indikator yang khas adalah asam organik yang lemah yang mempunyai warna berbeda dari basa konyugatnya

4. KESETIMBANGAN YANG MELIBATKAN ASAM DAN BASA LEMAH

Asam Lemah  Asam lemah mempunyai nilai Ka lebih kecil dari 1. Nilai pKa mulai dari nol untuk asam lemah yang paling kuat dan terus bergerak naik.  Bila asam lemah dilarutkan dalam air, konsentrasi awalnya diketahui, tetapi reaksi sebagiannya dengan air menghabiskan sejumlah HA dan menghasilkan A- dan H3O+

 Lihat contoh 10.3 H3O+(aq) + CH3COO-(aq)

CH3COOH(aq) + H2O(l)

asam asetat hidronium ion asetat tekanan parsial awal perubahan tekanan parsial

1.000

≈0

0

-y

+y

+y

tekanan parsial kesetimbangan 1.000 – y [H3O+][CH3COO-]

y

y

=K

[CH3COOH] y2

= 1.76 x 10-5

1000 – y y = 4.2 x 10-3 M pH = - log10 [4.2 x 10-3] pH = 2.38

Basa lemah  Kb = ketetapan kesetimbangan basa  Basa lemah bereaksi dengan air untuk menghasilkan OH Jumlah ion yang dihitung [OH-]  Kb dari basa lemah lebih kecil dari 1 dan semakin lemah suatu basa, semakin kecil nilai Kb-nya

Hidrolisis  Hidrolisis adalah istilah umum yang diberikan untuk reaksi suatu zat dengan air, dan hidrolisis diterapkan secara khusus pada reaksi

dimana pH berubah dari 7 pada saat pelarutan suatu garam dalam air.  Penjelasan lengkapnya pada reaksi hidrolisis amonium klorida NH4+(aq) + H2O(l)

H3O+(aq) + NH3(aq)

Hal ini menjelaskan mengapa pH larutan amonium klorida < 7 (asam)  Hidrolisis tidak terjadi pada semua ion, hanya dengan ion-ion yang merupakan asam konjugat dari basa lemah dan basa konjugat dari asam lemah.  Hal ini menjelaskan mengapa NaF bersifat sedikit basa dan NaCl bersifat netral

5. LARUTAN BUFFER Larutan buffer adalah semua larutan yang pH-nya dapat dikatakan tetap, walaupun ditambahkan sedikit asam lemah beserta basa lemah konjugatnya dalam konsentrasi yang hampir sama.

Perhitungan Cara Kerja Buffer  Persamaan kesetimbangan ionisasi asam lemah H3O+ = Ka [HA] [A-]

6. KURVA TITRASI ASAM-BASA Kurva titrasi merupakan grafik pH versus volume dari larutan titrasi V

Titrasi Asam Kuat dan Basa Kuat Titrasi Asam Lemah dan Basa Lemah  Titik ekivalen c0V0 = ctVe

7. ASAM POLIPROTIK o Asam poliprotik memberikan dua atau lebih ion hidrogen ke penerima. Contoh asam sulfat dan asam nitrat o Tahapan reaksi asam sulfat o H2SO4(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + HSO4-(aq) o HSO4-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + SO4-(aq) o Ion hidrogen sulfat adalah amfoter, yang berarti bahwa basa dalam reaksi pertama (dengan asam konjugat H2SO4) dan asam dalam reaksi kedua (dengan basa konjugat SO42-)

Asam Poliprotik Lemah  Asam poliprotik lemah terionisasi dalam dua tahap atau lebih. Contoh asam karbonat H2CO3(aq) + H2O(l)

H3O+(aq) + HCO3-(aq)

HCO3- (aq) + H2O(l)

H3O+(aq) + CO22-(aq)

Ka1 = 4.3 x 10-7 dan Ka2 = 4.8 x 10-11

Pengaruh pH terhadap Komposisi Larutan 8. PERHITUNGAN KESETIMBANGAN ASAMBASA YANG TEPAT [H3O+]3 + (cb + Ka)[H3O+]2 – (Kw + caKa)[H3O+] – KaKw = 0 o Kurva titrasi asam poliprotik menunjukkan lebih dari satu titik ekivalen o Ve1 = ½ Ve2 = 1/3 Ve3