Ph Larutan

LARUTAN 









LARUTAN adalah campuran homogen dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik. Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut. Berdasarkan daya hantar listriknya (daya ionisasinya), larutan dibedakan dalam dua macam, yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion).

LARUTAN ELEKTROLIT 1. ELEKTROLIT KUAT • Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang kuat, karena zat terlarutnya di dalam pelarut (umumnya air), seluruhnya berubah menjadi ion-ion (alpha (α)= 1). Yang tergolong Zat elektrolit kuat adalah: a. Asam-asam kuat, seperti : HCl, HCl03, H2SO4, HNO3 dan lain-lain. b. Basa-basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, seperti: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain. c. Garam-garam yang mudah larut, seperti: NaCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-lain 

LARUTAN ELEKTROLIT 2. ELEKTROLIT LEMAH Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar: 0 < alpha < 1, atau (0< α <1) Yang tergolong Zat elektrolit lemah adalah : •

a. Asam-asam lemah, seperti : CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan lain-lain

•

b. Basa-basa lemah seperti : NH4OH, Ni(OH)2 dan lain-lain

•

c. Garam-garam yang sukar larut, seperti : AgCl, CaCrO4, PbI2 dan lain-lain

LARUTAN NON ELEKTROLIT • Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion). Yang tergolong ke dalam jenis ini misalnya: - Larutan urea - Larutan sukrosa - Larutan glukosa - Larutan alkohol dan lain-lain

SATUAN KONSENTRASI •

Konsentrasi merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut. Menyatakan konsentrasi larutan ada beberapa macam, di antaranya:

1. FRAKSI MOL Fraksi mol adalah perbandingan antara jumlah mol suatu komponen dengan jumlah mol seluruh komponen yang terdapat dalam larutan. Fraksi mol dilambangkan dengan X. Contoh: Suatu larutan terdiri dari 3 mol zat terlarut A dan 7 mol zat terlarut B. maka: XA = nA / (nA + nB) = 3 / (3 + 7) = 0.3 XB = nB /(nA + nB) = 7 / (3 + 7) = 0.7 XA + XB = 1

SATUAN KONSENTRASI 2. PERSEN BERAT (%w) • Persen berat menyatakan berat (gram) zat terlarut dalam 100 gram larutan. %w = gram A / gram Lar. x 100% Contoh: Larutan gula 5% dalam air, artinya : dalam 100 gram larutan terdapat : • gula = 5/100 x 100 = 5 gram • air = 100 - 5 = 95 gram

SATUAN KONSENTRASI 3. MOLALITAS (m) Molalitas menyatakan mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut. m = g/Mr x 1000/p Ket : g = gram zat terlarut, p = gram zat pelarut.

Contoh: Hitunglah molalitas 4 gram NaOH (Mr = 40) yang terlarut dalam 500 gram air ! • molalitas NaOH = (4/40) / 500 gram air = (0.1 x 2 mol)/1000 gram air = 0,2 m

SATUAN KONSENTRASI 4. MOLARITAS (M) Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan. M = mol/ L, atau : M = g/Mr x 1000/ V • Contoh: Berapakah molaritas 9,8 gram H2SO4 (Mr = 98) dalam 250 ml larutan ? • Jawab : Molaritas H2SO4 = (9,8/98) mol / 0.25 liter = (0.1 x 4) mol / liter = 0.4 M

SATUAN KONSENTRASI 5. NORMALITAS (N) Normalitas menyatakan jumlah mol ekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan. N = mol ek./ L • Untuk asam, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion H+. • Untuk basa, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion OH -. • Antara Normalitas dan Molaritas terdapat hubungan : N = M x valensi

DERAJAT KEASAMAN LARUTAN •

Besarnya konsentrasi ion H + dalam larutan disebut derajat keasaman. Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai pengertian pH. pH = - log [H+]

• • •

Untuk air murni (25oC): [H+] = [OH - ] = 10 -7 mol/L pH = - log 10 -7 = 7 dan pOH = - log [OH-] pOH = - log 10-7 = 7 Atas dasar pengertian ini, ditentukan untuk setiap larutan: - Jika nilai pH = pOH = 7, maka larutan bersifat netral - Jika nilai pH < 7, maka larutan bersifat asam - Jika nilai pH > 7, maka larutan bersifat basa - Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14

MENGHITUNG pH LARUTAN ASAM 1. pH Asam Kuat Bagi asam-asam kuat ( α = 1), maka menyatakan nilai pH larutannya dapat dihitung langsung dari konsentrasi asamnya (dengan melihat valensinya). Yaitu, [H +] = n.Ma, dimana n valensi asam dan Ma konsentrasi asam. Contoh: • 1. Hitunglah pH dari 100 ml larutan 0.01 M HCl Jawab: HCl (aq) → H + (aq) + Cl - (aq) [H +] = [HCl] = 0.01 = 10 -2 M pH = - log 10 -2 = 2 •

2. Hitunglah pH dari 2 liter larutan 0.1 mol asam sulfat (H2SO4) Jawab: H2SO4 (aq) → 2 H + (aq) + SO4 2- (aq) [H+] = 2[H2SO4] = 2 x 0.1 mol/2.0 liter = 2 x 0.05 = 10 -1 M pH = - log 10 -1 = 1

MENGHITUNG pH LARUTAN ASAM. 2. pH Asam Lemah Bagi asam-asam lemah, karena harga derajat ionisasinya α ≠ 1, yaitu (0 < α < 1) maka besarnya konsentrasi ion H+ tidak dapat dinyatakan secara langsung dari konsentrasi asamnya (seperti halnya asam kuat). Langkah awal yang harus ditempuh adalah menghitung besarnya [H+] dengan rumus : [H+] = √ ( Ma . Ka) • Dimana : Ma = konsentrasi asam lemah & Ka = tetapan ionisasi asam lemah • Contoh: Hitunglah pH dari 0.025 mol CH3COOH dalam 250 ml larutannya, jika diketahui Ka = 10 -5 • Jawab: Ma = 0.025 mol/0.025 liter = 0.1 M = 10 -1 M [H+] = √ (Ma . Ka) = √10 -1 . 10 -5 = 10 -3 M Jadi pH = -log [H+] = -log 10 -3 = 3

MENGHITUNG pH LARUTAN BASA. 1. pH Basa Kuat • Untuk menentukan pH basa-basa kuat ( α = 1), maka terlebih dahulu dihitung nilai pOH larutan dari konsentrasi basanya, yaitu : [OH-] = n.Mb dimana n= valensi basa & Mb=konsentrasi basa. • pOH = - log [OH - ] dan pH = pKw – pOH = 14 – pOH • Contoh: a. Tentukan pH dari 100 ml larutan KOH 0.1 M ! b. Hitunglah pH dari 500 ml larutan Ca(OH)2 0.01 M Jawab: a. KOH(aq) → K+ (aq) + OH - (aq) [OH - ] = [KOH] = 0.1 = 10 -1 M pOH = - log [OH - ] = - log 10 -1 = 1 pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13 b. Ca(OH)2 (aq) → Ca 2+(aq) + 2 OH – (aq) [OH - ] = 2[Ca(OH)2] = 2 x 0.01 = 2.10 -2 M pOH = - log [OH - ] = - log 2.10 -2 = 2 - log 2 Jadi pH = 14 - pOH = 14 - (2 - log 2) = 12 + log 2

MENGHITUNG pH LARUTAN BASA. 2. pH Basa Lemah • Bagi basa-basa lemah, karena harga derajat ionisasinya α ≠ 1, maka untuk menyatakan konsentrasi ion OH - digunakan rumus: [OH - ] = √ (Mb . Kb) •

Dimana : Mb = konsentrasi basa lemah & Kb = tetapan ionisasi basa lemah.

•

Contoh: Hitunglah pH dari 100 ml 0.001 M larutan NH4OH, jika diketahui tetapan ionisasinya = 10 -5 Jawab: • [OH - ] = √ (Mb . Kb) = √10 -3 . 10 -5 = 10 -4 M pOH = - log [OH -] = - log 10 -4 = 4 Jadi pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10

Larutan Buffer • Larutan buffer adalah: a. Campuran asam lemah dengan garamnya (garam dari asam lemah tersebut / basa konjugasinya). Contoh: - CH3COOH dengan CH3COONa - H3PO4 dengan NaH2PO4 b. Campuran basa lemah dengan garamnya (garam dari basa lemah tersebut / asam konjugasinya). Contoh: - NH4OH dengan NH4Cl Sifat larutan buffer: - pH larutan tidak berubah jika diencerkan. - pH larutan relatif tidak berubah jika ditambahkan ke dalamnya sedikit asam kuat atau basa kuat.

CARA MENGHITUNG pH LARUTAN BUFFER 1. Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran asam lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH < 7) digunakan rumus: [H + ] = Ka. [a] / [g] • pH = pKa + log [g] / [a] • dimana: [a] = konsentrasi asam lemah atau mol asam lemah dalam campuran. [g] = konsentrasi garamnya atau mol garam dalam campuran. Ka = tetapan ionisasi asam lemah • Contoh : Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 0.01 mol asam asetat dengan 0.1 mol natrium Asetat dalam 1 1iter larutan Ka bagi asam asetat = 10 -5 • Jawab : [a] = 0.01 mol/liter = 10 -2 M dan [g] = 0.10 mol/liter = 10 -1M • pH= pKa + log [g] / [a] = -log 10 -5 + log 10-1 / 10 -2 = 5 + 1 = 6

CARA MENGHITUNG pH LARUTAN BUFFER 2. Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran basa lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH > 7), digunakan rumus: [OH - ] = Kb . [b] / [g] • pOH = pKb + log [g] / [b] • dimana: [b] = konsentrasi basa lemah (mol basa lemah) dalam campuran. [g] = konsentrasi garamnya (mol garam atau asam konjugasinya dalam campuran). Kb = tetapan ionisasi basa lemah • • •

•

Contoh : Hitunglah pH campuran 1 liter larutan yang terdiri atas 0.2 mol NH4OH dengan 0.1 mol HCl (Kb.NH4OH = 10-5) Jawab : NH4OH(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) + H2O(l) mol NH4OH yang bereaksi = mol HCl yang tersedia = 0.1 mol mol NH4OH sisa = 0.2 - 0.1 = 0.1 mol mol NH4Cl yang terbentuk = mol NH40H yang bereaksi = 0.1 mol Karena basa lemahnya bersisa dan terbentuk garam (NH4Cl) maka campurannya akan membentuk Larutan Buffer. [b] (sisa) = 0.1 mol/liter = 10-1 M [g] (yang terbentuk) = 0.1 mol/liter = 10-1 M pOH = pKb + log [g] / [b] = -log 10-5 + log 10-1/10-1 = 5 + log 1 = 5 Jadi pH = 14 - p0H = 14 - 5 = 9

HIDROLISIS •

Hidrolisis adalah terurainya garam dalam air yang menghasilkan asam atau basa.

ADA 4 (EMPAT) JENIS GARAM, YAITU : 1.Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa kuat (misalnya NaCl, K2SO4 dan lain-lain) tidak mengalami hidrolisis. Untuk jenis garam yang demikian nilai pH = 7 (bersifat netral). 2.Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa lemah (misalnya NH4Cl, AgNO3 dan lain-lain) hanya kationnya yang terhidrolisis (mengalami hidrolisis parsial atau hidrolisis sebagian). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH < 7 (bersifat asam). 3.Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa kuat (misalnya CH3COOK, NaCN dan lain-lain) hanya anionnya yang terhidrolisis (mengalami hidrolisis parsial atau hidrolisis sebagian). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH > 7 (bersifat basa). 4.Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa lemah (misalnya CH3COONH4 , Al2S3 dan lain-lain) mengalami hidrolisis total (sempurna). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH-nya tergantung harga Ka dan Kb.

pH Hidrolisis Larutan Garam yang terbentuk dari asam kuat basa lemah

• Karena untuk jenis ini garamnya selalu bersifat asam (pH < 7) digunakan persamaan: [H+] = √ Kh . [g] dimana : • Kh = Kw/Kb • Kh = konstanta hidrolisis • Jika kita ingin mencari nilai pH nya secara langsung, dipergunakan persamaan : pH = 1/2 ( pKW - pKb - log [g] )

pH Hidrolisis Larutan Garam yang terbentuk dari Asam Kuat Basa Lemah •

Contoh:

•

Hitunglah pH dari 100 ml larutan 0.1 M NH4Cl (Kb = 10-5 )

•

Jawab:

•

NH4Cl adalah garam yang bersifat asam, sehingga pH nya kita hitung secara langsung.

•

pH= 1/2 ( pKw - pKb - log [g] ) = 1/2 (-log 10-14 + log 10-5 - log 10-1) = 1/2 (14 - 5 + 1) = 1/2 x 10 =5

pH Hidrolisis Larutan Garam yang berasal dari Asam Lemah Basa Kuat • Untuk jenis garam ini larutannya selalu bersifat basa (pH > 7), dan dalam perhitungan digunakan persamaan: [OH- ] = √ Kh . [g] dimana: • Kh = Kw/Ka • Kh = konstanta hidrolisis • Jika kita ingin mencari nilai pH nya secara langsung, dipergunakan persamaan: pH = 1/2 ( pKw + pKa + log [g] )

pH Hidrolisis Larutan Garam yang berasal dari Asam Lemah Basa Kuat •

Contoh: Hitunglah pH larutan dari 100 ml 0.02 M NaOH dengan 100 ml 0.02 M asam asetat , (Ka = 10-5). • Jawab: NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O mol NaOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol mol CH3COOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol • Karena mol basa yang direaksikannya sama dengan mol asam yang direaksikan, maka tidak ada yang tersisa, yang ada hanya mol garam (CH3COONa) yang terbentuk. mol CH3COONa = 0.002 mol (lihat reaksi) - [g] = 0.002 mol/200 ml = 0.002 mol/0.2 liter = 0.01 M = 10-2 M - Nilai pH nya akan bersifat basa (karena garamnya terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat), besarnya: •

pH = 1/2 ( pKw + pKa + log [g] ) = 1/2 (14 + 5 + log 10-2) = 1/2 (19 - 2) = 8.5

Soal Latihan pH Lar. Asam & Basa. • • • • •

Hitunglah pH dari 200 ml larutan 0.001 M HCl . Hitunglah pH dari 5 liter larutan 0.01 mol asam sulfat . Hitunglah pH dari 0.00025 mol CH3COOH dalam 250 ml larutannya, jika diketahui Ka = 10-5 Hitunglah pH dari 500 ml larutan Ca(OH)2 0.001 M Hitunglah pH dari 200 ml 0.001 M larutan NH4OH, jika diketahui tetapan ionisasinya = 10-5

Soal Latihan pH Larutan Buffer •

•

Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 0.001 mol asam asetat dengan 0.01 mol natrium Asetat dalam 1 1iter larutan ! Ka bagi asam asetat = 10-5 Hitunglah pH campuran 1 liter larutan yang terdiri atas 0.02 mol NH4OH dengan 0.01 mol HCl ! (Kb NH4OH = 10-5)