Materi Larutan Penyangga dengan Latihan Soal

Larutan Penyangga

 

1.   Larutan Penyangga dan Larutan Bukan Penyangga

Gambar :

Botol berisi larutan penyangga/buffer.

            Pernahkah kamu menambahkan sedikit asam atau basa ke dalam air murni?

Jika ke dalam air murni sedikit asamatau basa, maka harga pH dapat berubah cukup besar.Adalarutan yang dapat mempertahankan harga pHnya jika ditambahkan sedikit asam/basa atau melalui pengenceran, larutan tersebut adalah larutan penyangga atau larutan buffer.

Larutan apa saja yang termasuk larutan penyangga?

Untuk memahami larutan penyangga cobalah kamu lakukan kegiatan berikut ini :

Kegiatan 6

               A.              Tujuan kegiatan        :           Menganalisis larutan penyangga dan bukan penyangga.

         B.  Alat dan bahan      :  – air suling (air murni)

                                                – larutan HCl 0,1 M

– Larutan NaOH 0,1 M

– larutan CH3COOH 0,1 M

– larutan CH3COONa 0,1 M

– larutan NH4OH 0,1 M

– larutan NH4Cl 0,1 M

– tabung reaksi

– indikator universal

         C.  Langkah kegiatan  :

1.   Sediakan dua tabung reaksi yang bersih yaitu, masukkan 10 mL air pada tabung pertama kemudian ukurlah pH awal air dengan menggunakan indikator universal. Tambahkan tabung pertama tersebut dengan 1 mL HCl 0,1 M dan ukurlah pHnya. Lakukan hal yang sama pada tabung kedua dengan ditambahkan 1 mL NaOH 0,1 M. Catatlah hasil pengamatanmu pada tabel pengamatan 9.

2.   Lakukan kegiatan yang sama dengan kegiatan 1, tapi masing-masing tabung reaksi diisi dengan :

      a.   10 mL CH3COOH

      b.   10 mL NH4OH

      c.   10 mL CH3COOH dan CH3COONa

      d.   10 mL NH4OH dan NH4Cl 

Tabel Pengamatan 9

No.

Jenis zat

Volume

pH awal

pH setelah ditambah

1 mL HCl 0,1 M

1 mL NaOH 0,1 M

1.

Air suling (air murni)

10 mL

….

….

2.

CH3COOH

10 mL

….

….

3.

NH4OH

10 mL

….

….

4.

CH3COOH dan CH3COONa

10 mL

….

….

5.

NH4OH dan NH4Cl

10 mL

….

….

 

         D.  Kesimpulan

1.   Sebutkan jenis zat yang termasuk larutan penyangga dan bukan penyangga!

2.   Bagaimana pengaruh penambahan asam dan basa terhadap pH larutan penyangga dan bukan penyangga?

3.   Dari kegiatan tersebut, apa yang dimaksud dengan larutan penyangga?

4.   Bagaimana cara pembentukan larutan penyangga?

5.   Sebutkan sifat-sifat larutan penyangga!

         Dari kegiatan 6, kamu dapat mengamati bahwa air murni bukan larutan penyangga karena mengalami perubahan pH. CH3COOH dan NH4OH apabila ditambah 1 mL HCl 0,1 M atau 1 mL NaOH 0,1 M hampir tidak mengalami perubahan pH sehingga zat tersebut merupakan larutan penyangga. Sedangkan CH3COOH dan CH3COONa serta NH4OH dan NH4Cl nilai pHnya tidak berubah, sehingga zat tersebut juga sebagai larutan penyangga.

      Pada tabel pengamatan 9, CH3COOH dengan CH3COONa membentuk larutan penyangga dimana CH3COOH bersifat asam lemah dengan CH3COO bersifat basa konjugasi. Sedangkan NH4OH membentuk larutan penyangga dimana NH4OH bersifat basa lemah dengan NH4+ bersifat asam konjugasi. CH3COOH ditambahkan dengan NaOH akan membentuk larutan penyangga jika jumlah CH3COOH yang direaksikan lebih banyak daripada NaOH. 

      Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang mengandung asam lemah dengan garamnya/basa konjugasi atau basa lemah dengan garamnya/asam konjugasi. Larutan penyangga yang mengandung asam lemah bersifat asam dan yang mengandung basa lemah bersifat basa.

Contoh-contoh larutan penyangga lainnya, yaitu :

a.   Larutan H2CO3 dengan larutan NaHCO3

b.   Larutan H3BO3 dengan larutan Na2B4O7

c.      Larutan NaH2PO4 dengan larutan Na2HPO4                        

Larutan penyangga dapat dibuat dengan 2 cara, yaitu :

a.   Mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan garamnya dari basa kuat atau             asam kuat.

      Misal : NH4OH dicampur dengan NH4Cl. NH4Cl membentuk ion NH4+ sehingga                                              terbentuk larutan penyangga NH4OH atau NH4+

b.   Mencampurkan asam lemah dengan basa kuat atau basa lemah dengan asam kuat.

      Misal : Campuran NHOH dengan HCl akan bereaksi dengan persamaan reaksi :

                  NH4OH (aq)  +  HCl (aq)                  NH4Cl

         Campuran ini dapat membentuk larutan penyangga jika jumlah NH4OH lebih banyak dari HCl setelah bereaksi akan terbentuk NH4Cl dan ada sisa NH4OH sehingga terjadi larutan penyangga NH4OH/NH

2.   pH Larutan Penyangga

         Suatu larutan penyangga yang volumenya 1 liter berisi campuran a mol asam lemah HA dan b mol gram MA.

Dalam larutan terdapat kesetimbangan ion :

                     I                                HA                           H+        +          A          

mol zat mula-mula                           a                                                  

mol zat sesudah ionisasi                a(1-ά)                                          

                                                      II                              MA      M+       +A

mol zat mula-mula                           b                                                  

mol zat sesudah ionisasi(ά=1)                                       b                     b

Dalam larutan campuran ini terdapat ion sejenis, yaitu ion A             

1.   Penambahan garam MA ke dalam larutan, sama dengan penambahan ion A, karena                       garam MA adalah elektrolit kuat (ά=1).

      2.            Penambahan ion A ke dalam larutan, mengakibatkan kesetimbangan I bergerak ke                     kiri, berarti derajat ionisasi asam HA menjadi semakin kecil.

3.   Harga tetapan Ka dari asam HA tidak berubah walaupun terjadi pergeseran                              kesetimbangan (harga K hanya dipengaruhi oleh suhu).  

Dari reaksi kesetimbangan I                                                                                                                                                                                                              

Ka  =

[H+] [A]

[HA]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

maka :                                                     …. (1)

                                                                                                                                                     

[H+]  = Ka   .

[HA]

[A]

                                                                                                                 

      atau                                                                    …. (2)            

Pada campuran ini terjadi :           [HA] = a – a ά     dan  

                                                                                        [A] = b + a ά

Karena harga aά sangat kecil dibandingkan dengan harga a dan b maka :

                                                      [HA] = a         dan         [A] = b

[H+] = Ka  .

[asam]

[garam]

sehingga persamaan (2) menjadi :

a

b

                                                  

                                                      [H+] = Ka .                atau          

   

                                                                      pH = – log [H+]

   [asam]

  [garam]

 molasam

mol garam

 

                      persamaan di atas dapat diganti dengan   

      Dengan cara yang sama untuk larutan penyangga dari a mol basa lemah MOH dan b mol garam MZ dalam 1 liter larutan didapatkan persamaan :

[OH] = Kb.

[basa]

[garam]

 

              

       Contoh Soal

      1.   1 liter larutan penyangga yang berisi campuran 0,01 mol asam HA dan 0,02 mol garam MA, Ka = 104.

            a.   Tentukan pH larutan!

            b.   Jika ke dalam larutan ini dimasukkan 0,001 mol basa kuat MOH, berapa pH           larutan sekarang?

           

[HA]

[MA]

Jawab :

                  a.   [H+]  = Ka  .                     

0,01

0,02

                 

                                 = 104 . .                       

                                 = ½ . 104

                        jadi pH   = – log [H]

                                       = – log ½ . 104

                                       = 4 + log 2

                                       = 4,3010

                  b.   Ke dalam larutan ditambah MOH, naka MOH akan bereaksi dengan                             asam HA menurut persamaan reaksi :

                                                               MOH      +       HCl          MCl     +       HA

                        mol mula-mula               0,001               0,01                                    

                                       mol yang bereaksi          0,001                     0,001            0,001                         

                                       Jadi setelah reaksi terdapat :

                                       sisa HA  = (0,01 – 0,001) = 0,009 mol

                                              MA  = 0,001 + 0,02 = 0,021 mol

[HA]

[MA]

                                      

                                 [H]     = Ka   .     

[HA]

[MA]

     

                                             = 104 .                     

 9

21

 

                                             =       .104

 9

21

 

                                 pH       = 4 + log          

                                             = 4,36

                                 Ternyata kenaikan pH hanya 0,06 saja.

      2.   Hitunglah pH dan pOH larutan yang terdiri dari campuran 100 mL CH3COOH                        0,1 M dan 50 mL CH3COONa 0,1 M, dengan Ka = 1,75 . 105

      Jawab :

            Diketahui : – Dalam 100 mL CH3COOH 0,1 M terdapat :

                                                   100   . 0,1 = 0,01 mol CH3COOH

                                                              1000                                                   

                                                   – Dalam 100 mL CH3COONa 0,1 M terdapat :

                                                   100   . 0,1 = 0,01 mol CH3COO

                                                              1000                                                   

                                           – Volume campuran = 200 mL    

            [CH3COOH] = 0,01 x    1000   = 0,05 mol /l

                                                                200                                               

                        [CH3COO]  = 0,05 mol/l

[H+] = Ka .

[asam]

[basa konyugasi]

                       

                                        

 

                                               

                                          = 1,75 . 105 .   0,05  

                                                                                      0,05 

                                                  = 1,75 . 105 M

                                    pH = – log 1,75 . 10

                                          = 5 – 0,24

                                    pH = 4,76

                                 pOH = 9,24

Uji Pemahaman Materi

1.   Dalam larutan asam lemah H3BO3 ditambahkan padatan garam Na2B4O7 sehingga konsentrasi H3BO3 menjadi 0,1 M dan konsentrasi Na2B4O7 0,05 M, bila Kasam = 104 , maka berapakah pH larutan campuran tersebut?

2.   Berapa mL larutan CH3COOH 0,1 M harus ditambahkan ke dalam 200 mL larutan penyangga dengan pH = 5?                     (Ka CH3COOH = 1,75 . 105)

3.   Larutan penyangga yang terdiri dari 200 mL NH4OH 0,6 M dengan 400 mL NH4Cl 0,3 M (Kb NH4OH = 1,75 . 105) dibutuhkan air sebanyak 500 mL. Tentukan pH larutan mula-mula dan pH setelah ditambah 500 mL air!   

3.   Sifat-sifat Larutan Penyangga

               Setelah kamu dapat menghitung pH atau pOH larutan penyangga, dapatkah kamu memberikan kesimpulan sifat dari larutan penyangga? 

      Sifat-sifat larutan penyangga adalah sebagai berikut :

      1.   Nilai Ka selalu tetap (jika suhu tetap), harga [H+] hanya tergantung dari       perbandingan [HA] dan [MA]. 

      2.   Campuran HA + MA memiliki sifat penyangga dengan pH stabil apabila :

 1

10

 [HA]

 [MA]

                                                           10

 

      3.   Larutan penyangga HA + MA mempunyai pH paling stabil apabila :

 [HA]

 [MA]

                            = 1, sehingga [H+] = Ka atau pH = pKa

                        Oleh sebab itu untuk membuat larutan penyangga dengan pH = x cara yang paling                         baik adalah mengambil asam lemah HA dengan harga Ka = 10x , kemudian kita                              netralkan 50 % dengan basa kuat.

      4.   Jika pada larutan dapat HA + MA ditambah sedikit asam-basa kuat, pH larutan                             berubah hanya sedikit, hingga penyangga diabaikan (pH dianggap tetap).

 [HA]

 [MA]

      5.   Jika larutan penyanggadiencerkan, secara teoritis pH larutan tidak berubah sama                            sekali, karena pengenceran tidak mempengaruhi harga :                        

           

            Sesungguhnya jika pengenceran terlampau besar harga pH larutan dapat berubah    juga, karena jika [H] atau [OH] sangat kecil, maka [H] dan [OH] dari air harus       diperhitungkan.

     

4.   Fungsi Larutan Penyangga

         Larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup sangat penting, misalnya darah. Darah termasuk larutan penyangga dengan pH = 7,4, jika darah ditambah sedikit asam atau basa maka darah dapat memepertahankan pHnya. Jika pH darah berubah maka kemampuan untuk mengankut oksigen akan berkurang. Selain darah pada makhluk hidup terdapat air dan kelenjar yang berfungsi sebagai pengangkut zat makanan dan pelarut zat kimia di dalamnya.

– Larutan penyangga dalam darah

Banyak reaksi dalam tubuh sensitive terhadap pH, karena melibatkan enzim yang hanya dapat bekerja  pada pH tertentu, Oleh karena itu tubuh memiliki system larutan penyangga.

  Darah merupakan salah satu system larutan penyangga terpenting dalam tubuh. Darah memiliki kiisaran pH 7,35 – 7,45.

   Dalam darah adalah  asam karbonat + bikarbonat

   H+ + H CO3             H2CO3             H2O + CO2

   Organ yang berpern dalam pengaturan pH larutan penyangga adalah paru – paru dan ginjal.

         Di bidang industri, larutan penyangga digunakan untuk menjaga pH buah-buahan dalam kaleng agar tidak mudah rusak oleh bakteri.

Uji Pemahaman Materi

1.   Mengapa cairan tubuh mengandung sistem larutan penyangga?

2.   Dalam tubuh makhluk hidup campuran H2PO4 dan HPO42 merupakan komponen yang dapat mempertahankan pH darah

      a.   Tulislah persamaan yang menunjukkan bagaimana larutan itu berfungsi sebagai             larutan penyangga!

      b.   Jelaskan, mengapa larutan penyangga ini paling efektif pada pH = 7,4?

3.   Jelaskan fungsi larutan penyangga di bidang farmasi atau obat-obatan!

D.   Hidralisis Garam

1.   Ciri-ciri Garam yang dapat Terhidrolisis

               Zat makanan berupa karbohidrat dapat terhidrolisis dengan bantuan berbagai enzim menjadi glukosa. Pernahkah kamu memeperhatikan garam dapur (NaCl) terhidrolisis? Apa yang dimaksud hidrolisis? Dan apa ciri-ciri garam yang dapat terhidrolisis?

      Untuk lebih memahami hidrolisis garam dan ciri-ciri garam yang dapat terhidrolisis, cobalah kamu lakukan kegiatan berikut ini :

Kegiatan 7

         A.  Tujuan kegiatan     :  Menentukan ciri-ciri beberapa jenis garam yang dapat                                                  terhidrolisis.

         B.  Alat dan bahan      :       

                     – tabung reaksi                               – larutan KCl 0,1 M

– pipet tetes                                   – larutan CH3COONa 0,1 M

– kertas lakmus merah                   – larutan Na2CO3 0,1 M

– kertas lakmus biru                       – larutan NH4Cl 0,1 M

– larutan NaCl 0,1 M                     – larutan (NH4)2SO4 0,1 M

C.  Langkah kegiatan  :

            1.   Masukkan setiap larutan ke dalam tabung reaksi, masing-masing 5 mL.

            2.   Celupkan kertas lakmus merah ke dalam setiap larutan. Amati                                                          perubahan warna kertas lakmus merah.

            3.   Celupkan kertas lakmus biru ke dalam setiap larutan. Amati perubahan                                            warna kertas lakmus biru.

            4.   Catatlah hasil pengamatanmu pada tabel pengamatan 10.

Tabel Pengamatan 10

Larutan

Perubahan Warna

Larutan

Lakmus Merah

Lakmus Biru

NaCl 0,1 M

KCl 0,1 M

CH3COONa 0,1 M

Na2CO3 0,1 M

NH4Cl 0,1 M

(NH4)2SO4 0,1 M

D.  Kesimpulan

            1.   Sebutkan larutan yang mengandung asam lemah. Jelaskan alasannya.

            2.   Sebutkan larutan yang mengandng basa lemah. Jelaskan alasannya.

            3.   Sebutkan jenis-jenis garam yang terhidrolisis beserta sifat-sifatnya.

            4.   Tuliskan reaksi hidrolisis garam untuk garam-garam yang telah diuji.

                  5.               Sebutkan ciri-ciri garam yang mengalami hidrolisis.

Dari kegiatan 7, kamu dapat menentukan ciri-ciri garam yang terhidrolisis melalui sifat asam dan basa pembentuk garam tersebut. Hidrolisis adalah penguraian suatu garam oleh air atau reaksi suatu senyawa dengan air menjadi asam dan basanya. Peristiwa hidrolisis merupakan kebalikan dari reaksi penggaraman.Apa ciri-ciri garam yang mengalami hidrolisis? 

Ciri-ciri garam yang mengalami hidrolisis adalah :

a.   Larutan garam yang terbentuk dari asam kuat dan basa lemah.

b.   Larutan garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa kuat.

c.   Larutan garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa lemah.

               Sifat asam basa larutan garam bergantung dari kekuatan asam-basa pembentuknya, yaitu :

a.   Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat bersifat basa.

b.   Garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah bersifat asam.

c.   Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah sifatnya bergantung dari Ka   dan Kb asam-basa pembentuknya.

d.   Garam dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami hidrolisis.

2.   pH Larutan Garam yang Terhidrolisis

                     Larutan garam yang terbentuk dari asam kuat – basa kuat tidak terjadi hidrolisis. Besarnya pH larutan garam yang terbentuk dari asam kuat – basa kuat adalh 7. Misalnya pada larutan NaCl dalam air terjadi kesetimbangan ion sebagai berikut :

                     NaCl                 Na+  +  Cl

                     H2O                             OH  +  H+     

NaCl adalah elektrolit kuat sehingga dalam larutan terionisasi sempurna menjadi Na+ dan Cl antara ion-ion Na+ dan Cl dengan air tidak ada yang bereaksi atau tidak mengikat ion H+ dan ion OH dalam larutan akan sama, sehingga larutan menjadi netral dan pH larutan = 7. 

 

a.   pH larutan garam yang terbentuk dari asam kuat dan basa lemah

               Larutan garam yang terbentuk dari asam kuat-basa lemah akan mengalami hidrolisis sebagian karena ion positif basa penyusunnya akan berikatan dengan ion OH yang berasal dari air membentuk basanya. Sehingga dalam larutan, [H+] menjadi lebih besar dari [OH], maka larutan jadi bersifat asam dan pH larutan lebih kecil dari 7. Misalnya larutan garam yang terbentuk dari NH4Cl dan H2O sebagai berikut :

               NH4Cl                  NH4+  +  Cl

               H2O                  OH  +  H+                          

Reaksi yang saling mempengaruhi pada reaksi tersebut adalah :

               NH4+  +  H2O                NH4OH  +  H+

merupakan reaksi hidrolisis dari garam amonium (NH4+)      

Dari reaksi hidrolisis tersebut dapat ditentukan harga tetapan kesetimbangan K, sebagai berikut :

              

               K =                                                               ……… (1)

[NH4OH] [H+]

       [NH4+]

               atau K . [H2O]                      ……… (2)

Karena derajat ionisasi H2O sangat kecil, maka [H2O] dapat dianggap tetap. Dengan demikian hasil kali K . [H2O] dapat dianggap sebagai suatu tetapan baru, yaitu tetapan hidrolisis yang dinyatakan dengan notasi Kh. 

[NH4OH] [H+]

       [NH4+]

Dengan demikian persamaan (2) dapat ditulis :

[OH]

[OH]

               Kh =                                                 ……… (3)

Jika ruas kanan dari persamaan (3) dikalikan dengan             diperoleh persamaan :

  [NH4OH]     [NH4+][OH]

               Kh =                                 . [H+] . [OH]       ……… (4)

[NH4+] [OH]                                                [NH4OH]

Karena                        = Kb  dan  [H+] . [OH] = Kw

            Kw

           Kb

 1

Kb

Maka persamaan (4) menjadi :

               Kh =                    . Kw   atau           Kh =            ……… (5)

[NH4OH] [H+]

       [NH4+]

Substitusi persamaan (3) dan (5) menghasilkan :

Kw

Kb

              

                                         =                                                             ………. (6)

Dari persamaan hidrolisis garam NH4+, ternyata [NH4OH] = [H+], maka persamaan (6) menjadi :

 [H+]2

[NH4+]

Kw

Kb

                                         =                                              atau    [H+] =         . [NH4+]   

                                       maka                                                    ……… (7)

         Karena [NH4+] = [NH4Cl] atau [garam], persamaan (7) dapat ditulis :

                

          

                                                                                                    

         dimana : Kw               = tetapan kesetimbangan air

                         Kb               = tetapan kesetimbangan basa              

                         [M garam]   = konsentrasi garam

Perhitungan pH dapat menggunakan rumus pH = – log [H+]

Jadi persamaan pH adalah :

pH = ½ ( pKw – pKb – log [M garam] )

        

                    

b.   pH larutan garam yang terbentuk dari asam lemah-basa kuat

         Seperti halnya garam yang berasal dari asam kuat-basa lemah, maka garam yang berasal dari asam lemah-basa kuat, juga mengalami hidrolisis sebagian. Pada larutan garam tersebut ion sisa asam (ion negatif) yang terbentuk dari ionisasi garamnya cenderung mengikat ion H+ yang berasal dari ionisasi air. Hasil dari pengikatan ion H+ tersebut membentuk asamnya, sehingga dalam larutan, konsentrasi ion H+ menjadi lebih kecil dari konsentrasi ion OH. Dengan demikian larutan bersifat basa. Oleh sebab itu pH larutan menjadi lebih besar dari 7. 

Contoh : larutan CH3COONa.

Dalam larutan garam ini terjadi kesetimbangan-kesetimbangan ion sebagai berikut :

I              CH3COONa                         Na+  +  COONa

II            H2O                                      H+  +  OH

III           Na  +  OH                           NaOH

IV           CH3COO  +  H+                  CH3COOH     

Dari keempat reaksi kesetimbangan di atas, reaksi II dan IV akan saling mempengaruhi dan membentuk reaksi kesetimbangan baru.

         II         H2O                                   H+  +  OH

         IV        CH3COO  +  H+               CH3COOH     +

         V         CH3COO  + H2O             CH3COOH  +  OH              

      Reaksi V merupakan reaksi hidrolisis garam asetat (ion asetat).

      Harga tetapan kesetimbangan K untuk reaksi hidrolisis garam asetat dapat        ditentukan sebagai berikut : 

               K  =                                         ……… (1)

         atau  K . [H2O] =                                    ……… (2)

[CH3COOH] [OH]

      [CH3COO]

      Karena K . [H2O] dinyatakan dengan Kh, maka :

         Kh  =                                    ………. (3)

[H+]

[H+]

      Jika ruas kanan dikalikan dengan            persamaan menjadi :

 1

Kb

         Kh  =                               . [H+] . [OH]   =          . Kw    

Kw

Kb

 

         atau  Kh  =                     ……… (4)

        

[CH3COOH] [OH]

      [CH3COO]

      Substitusi persamaan (3) dan (4) menghasilkan :

        

                     =                                    ……… (5)

      Dalam persamaan hidrolisis garam asetat, ternyata [CHCOO] = [OH].

    [OH]2

[CH3COO]

      Maka persamaan 5 menjadi :

Kw

Ka

 

                          =                        ……… (6)

        

            [OH]2   =            . [CH3COO]      ………. (7)

        

            [OH]   =                   . [CH3COO]        ……… (8)

      Karena [CH3COO] = [M garam], persamaan (8) menjadi :  

                 [OH] =                    . [M garam]               ………. (9)

      dimana :  Kw            = tetapan kesetimbangan air

                      Ka             = tetapan kesetimbangan asam

                      [M garam]= konsentrasi garam

      Nilai pOH = – log [OH] sehingga didapatkan persamaan :

pOH = ½ ( pKw – pKa – log [M garam] )

                           

                                   

 

                           

Contoh soal :

pH larutan CH3COONa 0,1 M (Kw = 1014  Ka = 105  ) adalah….

Jawab :

      Garam CH3COONa terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat sehingga untuk         menghitung konsentrasi (OH)nya digunakan persamaan :

 

 

     

          [OH] =                     . [M garam]

 

 

                                                                         

                     =                         .     101    

                     =  105

         pOH    =  – log 105   =  5

            pH    =  14 – 5  =  9

Jadi pH larutan CH3COONa 0,1 M adalah 9

c.   pH larutan garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa lemah

         Garam yang terbentuk dari asam lemah-basa lemah jika dilarutkan dalam air akan mengalami hidrolisis total. Hal itu dikarenakan karena ion positif dan ion negatif yang terbentuk dari ionisasi garam ini cenderung berikatan dengan ion-ion OH dan ion H+ dari air membentuk basa dan asamnya kembali. Banyak sedikitnya ion H+ dan OH yang dapat berikatan dengan ion-ion negatif dan ion-ion positif dari garam sangat ditentukan oleh kekuatan asam/basa pembentuk garamnya.

         Makin lemah asam asalnya, makin banyak mengikat H+ (makin lemah asamnya, makin kecil harga ά-nya), maka makin sedikit ion H+ bebas dalam larutan, berarti makin besar harga pH-nya. Maka pH larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah sangat ditentukan oleh harga Ka atau Kb dari asam atau basa pembentuk garamnya.  

Contoh : larutan NHCN

Dalam larutan ini terjadi kesetimbangan-kesetimbangan ion sebagai berikut :

I              NH4CN                                NH4+  +  CN

II            H2O                                      H+  +  OH

III           NH4+  +  OH                       NH4OH

IV           H+  +  CN                            HCN

Dari keempat reaksi ini reaksi II, III dan IV saling mempengaruhi dan membentuk reaksi kesetimbangan baru.

         II         H2O                                H+  +  OH

         III        NH4+  +  OH                 NH4OH

         IV        H+  +  CN                      HCN                +         

        

         V         NH4+ + CN+ H2O                     NH4OH + HCN

Reaksi V merupakan reaksi hidrolisis garam NH4CN.

Harga K untuk reaksi hidrolisis ini dapat ditentukan sebagai berikut :

             [NH4OH] [HCN]

            [NH4+][CN][H2O]

 

         K  =                                        ……… (1)

  [NH4OH] [HCN]

      [NH4+][CN]

         K . [H2O] =                                  ……… (2)

  [NH4OH] [HCN]

      [NH4+][CN]

         atau  Kh  =                                    ……… (3)

[H+][OH]

[H+][OH]

Jika ruas persamaan (3) dikalikan dengan                  akan diperoleh persamaan :

           [NH4OH] [HCN]

      [NH4+][H+][OH] [CN]

         Kh  =                                  . [H+] . [OH]         ……… (4)

  [H+] [CN]

      [HCN]

  [NH4+] [OH]

      [NH4OH]

karena                           = Kb   dan                   = Ka

                      Kw

   Ka . Kb  

 1

Ka

 1

Kb

maka   Kh =         .       . Kw            atau           Kh  =        

        

dimana :    Kh    = tetapan hidrolisis

                  Kw   = tetapan kesetimbangan air

                  Ka     = tetapan kesetimbangan asam

                  Kb    = tetapan kesetimbangan basa

pH = ½ ( pKw + pKa – pKb )

 

Nilai 

                 

dimana :    Ka = Kb     larutan garam bersifat netral

                  Ka > Kb     larutan garam bersifat asam

                  Ka < Kb     larutan garam bersifat basa

                 

Contoh soal :

1.   pH larutan CH3COONa 0,1 M (Kw = 1014  Ka = 105  ) adalah….

      Jawab :

      Garam CH3COONa terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat sehingga untuk         menghitung konsentrasi (OH)nya digunakan persamaan :

 

 

     

          [OH] =                     . [M garam]

 

 

                                                                         

                     =                         .     101    

         =  105

      pOH       =  – log 105   =  5

         pH       =  14 – 5  =  9

      Jadi pH larutan CH3COONa 0,1 M adalah 9

2.   Sebanyak 13 gram amonium sianida (NH4CN) dilarutkan dalam air hingga        volume 900 mol. Jika Ka HCN = 6,4 x 1010  dan Ka NH4OH = 1,6 x 105  maka         pH larutan NH4CN adalah….

      Jawab :

 

    [H+]  =                                      =                                                                                                                                             

      Karena NH4CN akan terhidrolisis total maka untuk menghitung [H+] digunakan           rumus :

1014 x 6,4 x 1010

       1,6 x 105

 

 

 Kb

Kw . Ka

 Kb

     

                                                                                               

                  =    2 x 109,5

         pH    =    – log (2 x 109,5)

                  =    9,5 – log 2

      Jadi pH larutan NH4CN tersebut adalah9,5 + log 2                    

E.    Grafik Titrasi Asam dan Basa

         Pada grafik hasil titrasi asam kuat dan basa kuat yang sudah kamu buat dari hasil kegiatan 5, dapatkah kamu menentukan titik ekivalennya? Bagaimana dengan larutan penyangga dan hidrolisis dari grafik tersebut?

Untuk titrasi asam kuat dan basa kuat, titik ekivalen yang merupakan titik tengah bagian vertikal grafik didapatkan pH = 7. Larutan dengan pH 7 bersifat netral, sehingga tidak terjadi hidrolisis dan tidak terdapat larutan penyangga. Sekarang kamu perhatikan grafik titrasi asam lem

dengan basa kuat berikut

 

    pH 14

   

       13    

       12

       11

 

       10

         9

         8

         7

         6

         5

         4

         3

         2

         1

         0

                        5          10        15        20        25        30        35        40        45        50

                                                                                                          Volum NaOH 0,1 M (mL)

 

                                Grafik titrasi NaOH dan CH3COOH        

Kamu akan dapatkan dari grafik tersebut, titik ekivalennya terjadi pada pH = 8,72, sehingga mengalami hidrolisis berupa garam yang dibentuknya dari asam lemah dan basa kuat yang bersifat basa. Larutan penyangganya terbentuk apabila jumlah CH3COOH yang direaksikan lebih baru daripada NaOH dan terjadi larutan penyangga CH3COOH atau CH3COO. Pada grafik terlihat untuk nilai pH yang nilainya cenderung tetap.

Explore posts in the same categories: Uncategorized

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s


%d blogger menyukai ini: