CHANNEL EDUCATION: LARUTAN ASAM DAN BASA

PETA KONSEP

A. SIFAT ASAM – BASA (Complete...)

B. TEORI ASAM – BASA (Complete...)

C. KESETIMBANGAN ION DALAM LARUTAN ASAM – BASA

1. Kesetimbangan Air

Air merupakan elektrolit yang sangat lemah karena sebagian kecil dari molekul air terionisasi dengan reaksi :

Reaksi ionisasi air ini merupakan reaksi kesetimbangan sehingga berlaku hukum kesetimbangan :

Air murni mempunyai konsentrasi yang tetap sehingga hasil kali dari konsentrasi air murni dengan K akan menghasilkan nilai yang tetap.

K [H₂O] = [H⁺] [OH^̶ ] = Tetap

Karena nilai K [H₂O] tetap, tetapan kesetimbangan air dinyatakan sebagai tetapan ionisasi air dan diberi lambang Kw.

Rumus 1 Asam-Basa

Nilai tetapan ionisasi air tetap pada suhu tetap adalah 10^{̶ 14} (pada suhu 25^o C)

Kw = 10^{̶ 14}

Persamaan reaksi ionisasi air adalah sebagai berikut :

dari kondisi menunjukkan [H⁺] = [OH^̶ ]

karena Kw = [H⁺] [OH^̶ ]

maka

2. Pengaruh Asam dan Basa terhadap Kesetimbangan Air

Adanya ion H⁺ yang dihasilkan oleh suatu asam dan ion OH ^̶ yang dihasilkan oleh suatu basa dapat mengakibatkan terjadinya pergeseran kesetimbangan pada reaksi kesetimbangan air :

a. Asam Kuat

Ø Menentukan konsentrasi H⁺ ([H⁺] )

Asam kuat merupakan asam yang dianggap terionisasi sempurna dalam larutannya. Jika di dalam air terlarut asam kuat misalnya, HCl 0,1 M, kesetimbangan air akan terganggu :

H₂O(l) H⁺(aq) + OH^̶(aq) ........................ (1)

10^{̶ 7} M 10^{̶ 7} M

HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl^̶(aq) ........................... (2)

0,1 M 0,1 M 0,1 M

Adanya ion H⁺ yang berasal HCl (reaksi 2) menyebabkan kesetimbangan air (reaksi 1) bergeser kekiri sehingga [H⁺] dan [OH^̶] dari air menjadi berkurang dari 10^{̶ 7}. Dengan demikian, H⁺ dari air pada reaksi 1 dapat diabaikan terhadap H⁺ dari HCl, sebab dalam air murni saja hanya terdapat sebuah ion H⁺ dari sepuluh juta molekul air.

Secara umum, apabila di dalam air terdapat asam kuat (H_nA) (A adalah ion asam); dengan konsentrasi a mol/liter, konsentrasi ion H⁺ dalam asam tersebut dapat dihitung dengan cara:

H_nA(aq) → nH⁺(aq) + Aⁿ^̶(aq)

a mol/liter ( n x a) mol/L

maka rumusnya :

Rumus 2.a Asam-Basa

dengan a = kemolaran asam

n = jumlah ion H⁺ yang dihasilkan dari ionisasi asam

Contoh :

Hitunglah konsentrasi ion H⁺ dalam larutan H₂SO₄ 0,05 M !

Jawab :

H₂SO₄(aq) → 2H⁺(aq) + SO₄^{2 ̶}(aq)

0,05 M n x a

2 x 0,05 M

Jadi [H⁺] = 0,1 M

b. Basa Kuat

Ø Menentukan konsentrasi OH ^̶ ( [OH^̶ ] )

Basa kuat seperti halnya asam kuat, yaitu basa yang dianggap terionisasi sempurna dalam larutannya. Basa kuat di dalam larutannya akan menggangu kesetimbangan air misalnya, di dalam air terlarut NaOH 0,1 M; maka reaksi kesetimbangan air akan seperti :

H₂O(l) H⁺(aq) + OH^̶(aq) ..................... (1)

10^{̶ 7} M 10^{̶ 7} M

NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH^̶(aq) .................... (2)

0,1 M 0,1 M 0,1 M

Adanya ion OH ^̶ yang berasal NaOH (reaksi 2) menyebabkan kesetimbangan air (reaksi 1) bergeser kekiri sehingga [H⁺] dan [OH^̶] dari air menjadi berkurang dari 10^{̶ 7}. Konsentrasi ion-ion ini sangat sedikit dibandingkan dengan konsentrasi ion OH ^̶ yang berasal dari NaOH. Oleh sebab itu, OH ^̶ dari air pada reaksi 1 dapat diabaikan.

Secara umum, apabila di dalam air terdapat basa kuat (L(OH)_n) (L adalah ion basa); dengan konsentrasi b mol/liter, konsentrasi ion OH ^̶ dalam basa tersebut dapat dihitung dengan cara:

L(OH)_n (aq) → Lⁿ⁺(aq) + nOH^̶ (aq)

b mol/liter ( n x b) mol/L

maka rumusnya :

Rumus 2.b Asam-Basa

dengan b = kemolaran basa

n = jumlah ion H⁺ yang dihasilkan dari ionisasi asam

Contoh :

Hitunglah konsentrasi ion H⁺ dan OH ^̶ yang terdapat dalam larutan NaOH 0,01 M !

Jawab :

NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH ^̶ (aq)

0,01 M n x b

1 x 0,01 M

Jadi [OH ^̶ ] = 0,1 M

Rumus tetapan air :

Kw = [H⁺] [OH^̶ ]

10^{̶ 14} = [H⁺] [0,01]

maka [OH^̶ ] = 10^{̶ 12} mol/L

c. Asam Lemah

Menurut Arrhenius, asam lemah adalah asam yang di dalam larutannya hanya sedikit terionisasi atau mempunyai derajat ionisasi yang kecil. Reaksi ionisasi pada asam lemah merupakan reaksi kesetimbangan ionisasi, misalnya untuk asam HA.

Tetapan ionisasi pada asam lemah diberi lambang K_a :

Setiap satu molekul HA yang terionisasi akan menghasilkan sebuah ion H⁺ dan sebuah ion A ^̶ . Oleh karena itu, konsentrasi ion H⁺ yang berasal dari HA akan selalu sama dengan konsentrasi ion A ^̶ atau [H⁺] = [A^̶ ], sehingga konsentrasi ion A ^̶ dapat disubstitusikan ke dalam persamaan :

Sehingga rumusnya menjadi :

Rumus 3.a Asam Basa

dengan K_a = tetapan ionisasi asam

[HA] = konsentrasi asam

Contoh :

Hitunglah konsentrasi ion H⁺di dalam larutan CH₃COOH 0,1 M jika tetapan ionisasi (K_a) CH₃COOH adalah 10^{̶ 5} !

Jawab :

Kesimpulan :

Konsentrasi ion H⁺ / [ H⁺] adalah 10^{̶ 3} M

Nilai K_a menggambarkan kekuatan asam. Semakin besar nilai K_a berarti semakin banyak ion H⁺ yang dihasilkan, atau semakin kuat asam tersebut. Selain nilai K_a besaran lain yang dapat digunakan untuk mengetahui kekuatan asam adalah derajat ionisasi (α). Bagaimana hubungan antara K_a dengan konsentrasi asam dapat dijelaskan pada persamaan berikut :

Dari reaksi setimbang :

Dengan rumusan

Sehingga rumusnya (α)

Rumus 4.a Asam - Basa

Contoh :

Konsentrasi ion H⁺ dalam suatu asam adalah 10^{̶ 4} M. Jika tetapan ionisasi asam (K_a) tersebut adalah 10^{̶ 6}, berapa persen asam yang terionisasi?

Jawab :

Yang ditanya : α (Tetapan ionisasi)

Rumus 1 :