Disosiasi asam dan basa.

dicari. Misalnya, berapakah konsentrasi H 3 O + dalam 1,00 x 10 -2 M NaOH. Pada kasus ini konsentrasi OH - tidak hanya berasal dari disosiasi NaOH, Na + + OH - + H 2 O ⇄H 2 O + OH - atau NaOH → Na + + OH - , tetapi dapat berasal dari disosiasi air, 2H 2 O ⇄ H 3 O + + OH - dengan K w = [H 3 O + ][OH - ] Tetapi [OH - ] dari disosiasi air sangat sedikit daripada yang berasal dari NaOH dan diasumsikan [OH - ] hanya berasal dari disosiasi NaOH. [OH - ] = CNaOH = 1 x 10 -2 M. Substitusi harga [OH - ] ke dalam K w = [H 3 O + ][OH - ], diperoleh, 1 x 10 -14 = [H 3 O + ]1,00 x 10 -2 [H 3 O + ] = 1,00 x 10 -12 M.

3. Disosiasi asam dan basa.

Berdasarkan reaksinya dengan pelarut, asam dan basa diklasifikasikan menjadi asam-basa kuat dan asam-basa lemah. Asam dan basa kuat adalah asam dan basa yang terdisosiasi 100 dalam larutan encer. Asam dan basa lemah adalah asam dan basa yang terdisosiasi kurang dari 100. Asam dan basa kuat yang biasa digunakan di laboratorium dapat dilihat pada Tabel 1. a. Asam kuat dan basa kuat. Asam kuat seperti HCl, terdisosiasi sempurna dalam air. HCl + H 2 O   →  100 H 3 O + + Cl - Pada Tabel 1 dapat diketahui asam dan basa kuat yang sering dijumpai di laboratorium Tetapan kesetimbangannya adalah K stb = O H HCl Cl O H a a a a 2 3 − + = 1 3 HCl Cl O H a a a − + Oleh karena reaksi disosiasi berjalan sempurna, maka di dalam larutan tidak ada HCl. Jadi harga tetapan kesetimbangan asam itu berharga tak berhingga. K sb = 3 − + Cl O H a a = ~

b. Asam lemah dan basa lemah.

Ungkapan kesetimbangan, K stb merupakan hal yang penting utnuk menghitung konsentrasi asam lemah atau basa lemah. Disosiasi asam lemah HA dalam air adalah : HA + H 2 O ⇄ H 3 O + + A - Tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini disebut tetapan disosiasi asam atau tetapan keasaman, K a . K a = O H HA A O H a a a a 2 3 − + = 1 3 HA A O H a a a − + = HA A O H a a a − + 3 Dengan cara sama, untuk reaksi disosiasi basa lemah, Tabel 1 . Beberapa asam dan basa kuat yang biasa dipakai di lab. Asam Basa HCl HBr HI HClO 4 HNO 3 H 2 SO 4 LiOH NaOH KOH BrOH 2 PENDALAMAN MATERI KIMIA 437 B + H 2 O ⇄ BH + + OH - K b = O H B OH BH a a a a 2 − − = 1 B OH BH a a a − − = B OH BH a a a − − Di dalam hal ini, K b adalah tetapan kebasaan atau tetapan disosiasi basa. c. Asam poliprorik dan basa poliekivalen Asam yang dapat menyumbangkan lebih dari satu proton disebut asam poliprotik polyprotic acid dan basa yang dapat menerima lebih dari satu proton disebut basa poliekivalen polyequivalent bases . Disosiasi senyawa seperti ini berlangsung beberapa tahap. Misalnya disosiasi asam triprotik, H 3 PO 4 . H 3 PO 4 + H 2 O ⇄ H 3 O + + H 2 PO 4 - 1 a K = [ ][ ] [ ] 4 3 4 2 3 PO H PO H O H − + H 2 PO 4 - + H 2 O ⇄ H 3 O + + HPO 4 2- 2 a K = [ ][ ] [ ] − − + 4 2 2 4 2 3 PO H PO H O H HPO 4 2- + H 2 O ⇄ H 3 O + + PO 4 3- 2 a K = [ ][ ] [ ] − − + 2 4 3 4 3 HPO PO O H Disosiasi bertahap basa diekivalen, misalnya disosiasi CO 3 2- .adalah : CO 3 2- + H 2 O ⇄ HCO 3 - + OH - 1 b K = [ ][ ] [ ] − − − 2 3 3 CO HCO OH HCO 3 - + H 2 O ⇄ H 2 CO 3 + OH - 2 b K = [ ][ ] [ ] − − 3 3 2 HCO CO H OH Pada tiap tahap disosiasi, harga tetapan disosiasi selalu menurun. Jadi, Ka 1 Ka 2 Ka 3 . Hal ini disebabkan adanya gaya elektrostatis. Melepaskan proton dari H 3 PO 4 lebih mudah daripada pada anion H 2 PO 4 - karena proton yang akan lepas dari anion akan mendapat gaya tarik elektrostatis, sehingga sulit terlepas. Akibatnya konsentrasi ion-ion yang dihasilkan sedikit dan K a akan kecil. Melepaskan proton dari anion yang muatannya makin banyak tentu akan lebih sulit lagi, karena gaya tarik elektrostatis akan makin kuat. Larutan yang bersifat asam akan mempunyai pula sifat basa, hanya saja sifat asam sangat kecil dibandingkan dengan sifat basa. Dengan kata lain di dalam larutan yang mengandung H 3 O + akan ada pula OH - dan sifat larutannya akan ditentukan oleh konsentrasi ion yang lebih besar. Dengan demikian dapatdikatkan pula bahwa larutan yang mempunyai dengan harga K b tertetu akan adapula harga K a . Keasaman acidity dan kebasaan basicity dalam sistem asam-basa Bronsted-Lowry bahwa makin kuat asamnya, makin lemah basa konjugatnya. Oleh karena kuat lemahnya asam dan basa ditentukan oleh K a dan K b maka perlu diketahui hubungan kuantitatif antara K a dengan K b dalam sistem asam-basa Bronsted-Lowry. Untuk itu perhatikan reaksi asam-basa berikut. NH 3 + H 2 O ⇄ NH 4 + + OH - K b = [ ][ ] [ ] 3 4 NH OH NH − + 438 PENDALAMAN MATERI KIMIA NH 4 + + H 2 O ⇄ NH 3 + H 3 O + K a = [ ] [ ] [ ] + + 4 3 3 NH O H NH Dengan mengalikan kedua tetapan disosiasi itu, maka diperoleh : K a x K b = [H 3 O + ][OH - ] atau K a x K b = K W Hubungan itu hanya berlaku untuk pasangan asam-basa konjugat di dalam larutan air. Contoh 3 Berapakah tetapan disosiasi basa K b , ion nitrit ? Penyelesaian. Pada daftar harga-harga K b tidak diperoleh harga K b dari NO 2 - , yang ada adalah harga K a dari HNO 2 yaitu sebesar 7,1 x 10 -4 . HNO 2 adalah asam konjugat dari basa, NO 2 - sebagaimana reaksi disosiasi berikut ini. NO 2 - + H 2 O ⇄ HNO 2 + OH - Jadi hubungan K a x K b = K W dapat digunakan untuk mencari harga K b dari NO 2 - . 7,1 x 10 -4 K b = 1x 10 -14 K b = 1,4 x 10 -11 . Asam poliprotik dan basa poliekivalen yang mempunyai beberapa harga K a dan beberapa harga K b , tidak sembarang harga K a atau K b dari asam atau basa itu dapat digunakan dalam hubungan, K a x K b = K W . Misalnya akan ditentukan harga K b untuk PO 4 3- Reaksi disosiasi dari basa, PO 4 3- adalah : PO 4 3- + H 2 O ⇄ HPO 4 2- + OH - Oleh karena basa PO 4 3- dalam reaksi itu menerima proton yang pertama, maka tetapan disosiasinya dinyatakan dengan K b1 . Asam konjugat dari basa, PO 4 3- adalah HPO 4 2- . HPO 4 2- ini dalam disosiasinya akan memberikan protonya yang ketiga. HPO 4 2- + H 2 O ⇄ PO 4 3- + H 3 O + Jadi tetapan disosiasinya dinyatakan dengan K a3 . Jadi dengan demikian hubungan antara K b dengan K a untuk ion PO 4 3- itu adalah, K a3 x K b1 = K w . K a3 harganya dicari dalam tabel, dan disubstitusikan ke dalam persamaan hubungan itu, maka harga K b1 dapat ditentukan. Dengan penjelasan di atas tentunya Anda dapat menyelesaikan soal berikut. Berapakah tetapan disosiasi basa dari ion hidrogen karbonat ion bikarbonat ?. Diketahui, untuk H 2 CO 3 , K a 1 = 4,45 x 10 -7 dan K a2 = 4,69 x 10 -11 .

4. Perhitungan pH dengan pendekatan asam-basa Bronsted-Lowry.