BAB IX TEORI ASAM-BASA DAN pH ASAM - BASA - Asam Basa dan pH (bab VI)

BAB IX TEORI ASAM-BASA DAN pH ASAM - BASA SIFAT ASAM dan BASA Dari percobaan ; asam ialah zat yang berasa masam dan dapat memerahkan kertas lakmus (mis : as. Cuka, as. Sitrat) sedangkan basa ialah zat yang berasa “hambar” (seperti sabun) dan dapat membirukan kertas lakmus (mis : NaOH). TEORI ASAM-BASA

1. Teori Arrhenius (Svante Arrhenius, 1884)

• +

  Asam ; - ialah zat yang rumusnya mengandung hidrogen dan dalam air dapat melepas ion H

• Cl - Misalnya HCl  H
• 4

  2-

• SO

  H2SO4  2H

  Basa; - ialah zat yang rumusnya mengandung OH dan dalam air dapat melepas ion OH -

• Misalnya NaOH, Ca(OH) 2 dsb.
• OH
• NaOH  Na

  Reaksi asam-basa menurut Arrhenius disebut netralisasi ; H (asam) + OH

  2 O (basa)  H

• Kelemahan ; - NH3 tidak mengandung OH , tapi apabila zat ini bercampur dalam air dapat melepas
• Proses ; NH

  OH (bersifat basa).

• 3 + H

  2 4 + NH

  4 O  NH OH  OH

• 2. Teori Bronsted – Lowry (J.N. Bronsted dan T.H. Lowry ; 1923).
• + Asam : - Zat (molekul/ion) yang dapat memberi proton (H ) atau disebut proton donor.
• contoh H

  2 SO 4 + HSO

  4  H

• 2-

  HCO

  3  H

  3 + CO

  Basa: - ialah zat (molekul/ion) yang dapat menerima proton, H ; disebut proton aseptor. +

• 4
• contoh : NH3 + H+  NH
• 3 + H
• HCO

  2 CO

  3  H Reaksi asam-basa pada Bronsted-Lowry adalah proses transfer proton (dari asam ke basa).

  HCl + NH + NH

  3

  4  Cl

  Melepas H+ (asam)

• Menerima H (basa)

  Pasangan Asam-Basa Konjugasi +

  Ialah dua zat ( molekul / ion ) yang rumus keduanya berbeda 1 H

  2- Misalnya NH

• 3 dengan NH

  4 ; HSO 4 dengan SO

  4

• Asam kunjugasi ialah zat yang kelebihan 1 H terhadap pasangannya.
• Basa konjugasi ialah zat yang kekurangan 1 H dari pasangannya.

  4 , atau NH

• Contoh (1) NH 3 adalah basa konjugasi dari NH
• 4 : asam konjugasi dari NH

  3

  (2) HSO adalah asam kunjugasi dari SO

  4 4 tapi

  4 adalah basa kunjugasi dari H

• HSO

  2 SO

  4

• Karena HSO 4 dapat berupa asam dan basa maka zat-zat seperti itu disebut AMFOLIT.

Reaksi asam-basa Bronsted-Lowry dapat dituliskan sebagai berikut

  H

  2 O + NH

  3 OH + NH

  4 (as.1) (bs.2) (bs.1) (as.2)

3. Teori Lewis (G.N. Lewis) Asam ; ialah zat (gugus) yang menerima pasangan elektron bebas

  Basa ; ialah zat (gugus) yang member i pasangan elektron bebas Reaksi asam-basa menurut Lewis akan menghasilkan ikatan koordinasi.

  Contoh : (1) BCl 3 + NH

  3 3 -NH

  3  BCl

  (elektron valensi : B = 3 , Cl = 7, N = 5 dan H = 1) _{     Cl  x} H _{ x Cl H} B N ^{  } +

  Cl _{x  x H  x  x}

   Cl – B : N - H

  Cl H

  Cl H (asam) (basa)

  2

  2

  3 (2) H O + H O + OH

  O  H _{     } + H ^{  } _{x O  x O  x O } ^{  } -

• H H

   H H H H (basa) (asam)

• OH _{ x  x  x}

  DERAJAT KEASAMAN (pH) Pengertian

• sedangkan kekuatan (tingkat) kebasaannya dinyatakan dengan banyaknya OH dalam larutan.
• Kekuatan (tingkat) keasaman suatu zat asam dinyatakan oleh banyaknya H dalam larutan,

  Kekuatan asam dituliskan sebagai pH = -log [H

• ]

  Dan kekuatan basa dituliskan sebagai pOH = -log [OH ] Catatan : (1) p = -log (p = potensial)

  (2) Satuan [H ] atau [OH ] = molar ( M )

• pH +

  (3) pH = -log [H ] ; maka : [H ] = 10 M

• pOH - -

  pOH = -log [OH ] ; maka : [OH ] = 10 M

  Disosiasi Air

• 2

  Air merupakan elektrolit lemah, sehingga terdisosiasi sebagai berikut : H O H + OH

  Tetapan disosiasi air (Kw)

  Kw = (H ) (OH ) …………………………………………………….(1) yang konstan pada suhu tetap

  Dari disosiasi air, [H ] = [ OH ] maka pers (1) dapat ditulis sabagai

  2 + +

  Kw

  Kw = [H ] [H ] = [H ] ; sehingga : (H ) =

• 2 -
• Kw

  Atau Kw = [OH ] [OH ] = [OH ] ; sehingga : [OH ] =

•  

  [ H ] [  OH ]  K

  Sehingga dalam air : w ……………………………… (2) (NETRAL)

• 7 _

  o -14 Pada suhu 25 C Kw = 10 , maka dalam air murni

• 14

  10 (H ) = OH ) = = 10 M atau

• 7

  pH = p OH = -log 10 = 7 atau

  pH + p OH = pKw = 14

  o (25

  C) …………………………………….. (3)

  Sifat Larutan Asam Dalam Air

• 2 SO

  Jika dalam air terdapat asam (mis : a M H

  4 ) yang akan melepaskan H+ sebesar 2a M 2-

• 2 SO

  ( H

  4 + SO 4 ) ;  2H

• 7 +

  Sedangkan dalam air murni sudah terdapat ion H sebanyak 10 M ( pers.2) maka dalam larutan asam:

• 7 -
• 7 -7

  [H ] = 10 + 2a M atau > 10 M

  Karena harga Kw konstan (pers. 1) maka [OH ] menjadi < 10 M

• Sehingga larutan asam dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :
• 7 - +

  pH < 7

  (1) [H ] > [OH ] (> 10 M) atau

• 7

  (2) [OH ] < 10 M atau pOH > 7

• Sifat Larutan Basa dalam Air
• 7 - - +
• Jika dalam air terdapat basa (mis b M NaOH) yang akan melepas OH sebesar b M (NaOH 

  Na + OH ) ; Sedangkan dalam air murni sudah terdapat 10 M OH maka dalam larutan basa :

• 7 -7

  [OH ] = (10 + b) M atau > 10 M Sehingga larutan basa dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :

• 7 -
• 7

  (1) [OH ] > [H M) atau pOH < 7 ] (>10

  (2) [H ] < 10 M atau pH > 7)

• pH Asam
• Larutan asam HxZ (x = banyaknya H atau valensi asam) dengan konsentrasi M molar dan derajat ionisasi 
• atau melepaskan H sebanyak   M molar menurut persamaan ionisasi berikut.
• x
• (x, , M)   M molar maka pH larutan asam dirumuskan sebagai berikut
• Z H x Z   H
• pH = -log (H ) pH = -log x  M

  [ atau Catatan

  2

  (1) Contoh asam : HCl (  = 1) , H ( = 2) (2) Asam kuat :  = 1 & asam lemah  < 1 (3) M = konsentrasi asam (molar = mol/liter)

4 SO

  pH Asam Lemah Valensi 1

• 3 COOH, dsb.

  Misalnya : HCN, CH

  Rumus

  Ka / M

  (1) [H ] =  M (2)  =

2 M (3)

  (3) Ka =  pH = -log  M

  pH Basa

• Larutan basa L (OH) y (y = banyaknya OH atau valensi basa) dengan konsentrasi M molar dan
• derajat ionisasi  akan melepaskan OH sebesar y  M molar menurut persamaan ionisasi berikut :

  y+ L (OH)

• y + y OH

   L (y, , M) y  M molar

• pH larutan basa adalah :
• pOH = -log (OH ) = -log y  M pH = 14 – pOH

  dan

  pH Basa Lemah Bervalensi 1 ( misalnya : NH

  4 OH )

  Rumus :

  Kb / M

  (1) [OH ] =  M (3)  =

  2

  pOH = -log  M

  (2) M

  (4) pH = 14 - pOH (5) Kb =  Soal-soal latihan

1. Tuliskan pasangan asam/basa konjugasi dari zat-zat berikut :

• 2-

  a) H

  2 SO

  4

  b) HPO

  4

  c) H

  2 O

  d) NH

  3

  e) OH

  2. Dari reaksi NH 3 + H

  4  NH

  (No. atom : N = 7, H = 1)

  a) Gambarkan terjadinya ikatan koordinasi

b) Zat apa sebagai asam atau basa ? 3. Hitunglah pH 200 ml larutan yang mengandung 0,049 mg Asam Sulfat (Mr = 98).

  4. Berapa gram NaOH (Mr = 40) harus dilarutkan dalam 250 ml air (vol akhir = 250 ml) agar pH larutan = 11 ?

  5. Ke dalam 2 liter air dimasukkan (dengan tekanan) gas amonia sampai jenuh-Larutan yang terjadi mempunyai pH = 10

  6.Jika derajat ionisasi NH

  4 OH = 0,40 Hitunglah : a) molaria larutan tersebut. b) Kb. NH

  4 OH

BAB IX TEORI ASAM-BASA DAN pH ASAM - BASA SIFAT ASAM dan BASA Asam ialah zat yang berasa masam dan dapat memerahkan kertas lakmus (mis : as. Cuka, as. Sitrat) Basa ialah zat yang berasa “hambar” (seperti sabun) dan dapat membirukan kertas lakmus (mis : NaOH). TEORI ASAM-BASA

1.Teori Arrhenius (Svante Arrhenius, 1884) + Asam : zat yang mengandung hidrogen dan dalam air dapat melepas ion H

• Cl
• Misalnya HCl  H
SO

4 H2SO4  2H

• - Basa; zat yang mengandung OH dan dalam air dapat melepas ion OH

  2 - Misalnya NaOH, Ca(OH) dsb.

• OH NaOH  Na

  Reaksi asam-basa menurut Arrhenius disebut netralisasi ;

  H (asam) + OH

  2 O (basa)  H

  Kelemahan ; - NH3 tidak mengandung OH , tapi apabila zat ini bercampur dalam air dapat melepas

  OH (bersifat basa).

• 3 + H
• Proses ; NH

  2 4 + NH

  4 O  NH OH  OH

• 2.Teori Bronsted – Lowry (J.N. Bronsted dan T.H. Lowry ; 1923). Asam : Zat (molekul / ion) yang dapat memberi proton (H ) atau proton donor.
• + - +
• contoh H

  2 SO 4 + HSO

  4  H

• 2-

  HCO 3 + CO

  3  H Basa: zat (molekul / ion) yang dapat menerima proton, H ; atau proton aseptor.

• + +
• 4
• contoh : NH3 + H

   NH

  HCO 3 + H

  2 CO

  3  H Reaksi asam-basa pada Bronsted-Lowry adalah proses transfer proton (dari asam ke basa).

• 3 + NH
• HCl + NH

  4  Cl

    Melepas H+ (asam)  

• Menerima H (basa)

  Pasangan Asam-Basa Konjugasi +

• 2- - -

  Dua zat ( molekul / ion ) yang rumusnya berbeda 1 H

  Misalnya NH 3 dengan NH 4 ; HSO 4 dengan SO

  4

• terhadap pasangannya.
• Asam kunjugasi : zat yang kelebihan 1 H
• Basa konjugasi : zat yang kekurangan 1 H dari pasangannya.

  Contoh (1) NH 3 adalah basa konjugasi dari NH 4 , atau NH : asam konjugasi dari NH

• 4

  3

  (2) HSO 4 adalah asam kunjugasi dari SO 4 tapi

  4 adalah basa kunjugasi dari H

• HSO

  2 SO

  4

  4 ) Reaksi asam-basa Bronsted-Lowry dapat dituliskan sebagai berikut

• AMFOLIT. : gugus yang dapat sebagai asam juga sebagai basa ( mis. HSO

  2

  3

4 H O + NH OH + NH

  (as.1) (bs.2) (bs.1) (as.2)   

   

4. Teori Lewis (G.N. Lewis) Asam ; ialah zat (gugus) yang menerima pasangan elektron bebas

  Basa ; ialah zat (gugus) yang member i pasangan elektron bebas Reaksi asam-basa menurut Lewis akan menghasilkan ikatan koordinasi.

  Contoh : (3) BCl 3 + NH

  3 3 -NH

  3  BCl

  (elektron valensi : B = 3 , Cl = 7, N = 5 dan H = 1) _{     Cl  x} H _{ x Cl H} B N ^{  } +

  Cl _{x  x H  x  x}

   Cl – B  N - H

  Cl H

  Cl H (asam) (basa)

• 2

  2

• (4) H

  O  H

3 O + H O + OH

• H _{     }
• H H
• ^{  } _{x O  x O  x O } ^{  }
• OH _{ x  x  x}

   H

  H H H (basa) (asam)

  DERAJAT KEASAMAN (pH)

• Kekuatan asam ( keasaman ) suatu asam dinyatakan oleh banyaknya H

  Kekuatan basa ( kebasaan) suatu basa dinyatakan oleh banyaknya OH

• Kekuatan basa dituliskan sebagai: pOH = -log [OH ] Catatan : (1) p = -log (p = potensial)

  Kekuatan asam dituliskan sebagai : pH = -log [H ]

• pH + +
• (2) Satuan [H ] atau [OH ] = molar ( M )

  (3) pH = -log [H ] ; maka : [H ] = 10 M

• pOH

  pOH = -log [OH ] ; maka : [OH ] = 10 M

  Disosiasi Air

  Air merupakan elektrolit lemah, sehingga terdisosiasi sebagai berikut :

2 H O H + OH

  Tetapan disosiasi air (Kw)

  Kw = (H ) (OH ) …………………………………………………….(1) yang konstan pada suhu tetap

  Dari disosiasi air, [H ] = [ OH ] maka pers (1) dapat ditulis sabagai

• 2 + +

  Kw

  Kw = [H ] [H ] = [H ] ; sehingga : (H ) =

• 2 - - -

  Kw

  Atau Kw = [OH ] [OH ] = [OH ] ; sehingga : [OH ] =

•  

  [ H ] [  OH ]  K

  Sehingga dalam air : w ……………………………… (2) (NETRAL) o -14

• Pada suhu 25

  C Kw = 10 , maka dalam air murni _ -7 - +

  14

  10 (H ) = OH ) = = 10 M atau

• 7

  pH = p OH = -log 10 = 7 atau

  pH + p OH = pKw = 14

  o (25

  C) …………………………………….. (3)

  Sifat Larutan Asam Dalam Air

• 2

  Jika dalam air terdapat asam (mis : a M H SO ) yang akan melepaskan H+ sebesar 2a M

  4 2- +

  2

  4

  4 ( H SO + SO ) ;

   2H

• 7 +

  Sedangkan dalam air murni sudah terdapat ion H sebanyak 10 M ( pers.2) maka dalam larutan

• 7 -7 +

  [H ] = 10 + 2a M atau > 10 M

• 7

  Karena harga Kw konstan (pers. 1) maka [OH ] menjadi < 10 M

• Sehingga larutan asam dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :
• 7 +

  pH < 7

  (1) [H ] > [OH ] (> 10 M) atau

• 7

  (2) [OH ] < 10 M atau pOH > 7

• Sifat Larutan Basa dalam Air
• 7 - +

  Jika dalam air terdapat basa (mis b M NaOH) yang akan melepas OH sebesar b M (NaOH 

• OH ) ; Sedangkan dalam air murni sudah terdapat 10 M OH maka dalam larutan basa :
• Na
• 7 -7

  [OH ] = (10 + b) M atau > 10 M Sehingga larutan basa dalam air mempunyai keadaan (sifat) sebagai berikut :

• 7 + -

  (3) [OH ] > [H ] (>10 M) atau pOH < 7

• 7

  (4) [H ] < 10 M atau

  pH > 7) pH Asam

• Larutan asam HxZ (x = banyaknya H atau valensi asam) dengan konsentrasi M molar dan derajat
• ionisasi  atau melepaskan H sebanyak   M molar menurut persamaan ionisasi berikut.
• x +
• Z H x Z   H (x, , M)   M molar maka pH larutan asam dirumuskan sebagai berikut
• pH = -log x  M pH = -log (H )

  [ atau Catatan

  2 SO

  4 (4) Contoh asam : HCl (  = 1) , H ( = 2) (5) Asam kuat :  = 1 & asam lemah  < 1 (6) M = konsentrasi asam (molar = mol/liter)

  pH Asam Lemah Valensi 1

• 3 COOH, dsb.

  Misalnya : HCN, CH

• Rumus
• Ka / M

  (2) [H ] =  M (2)  =

2 M (3)

  (3) Ka =  pH = -log  M

  pH Basa

• Larutan basa L (OH) y (y = banyaknya OH atau valensi basa) dengan konsentrasi M molar dan derajat ionisasi  akan melepaskan OH
• sebesar y  M molar menurut persamaan ionisasi berikut :
• y+

  L (OH) y + y OH  L

  (y, , M) y  M molar

• pH larutan basa adalah :
• pOH = -log (OH ) = -log y  M
• Rumus : (1) [OH
• ] =  M (3)  =

1. Tuliskan pasangan asam/basa konjugasi dari zat-zat berikut :

  e) OH

  pOH = -log  M

   Hidrolis ialah proses reaksi antara garam (tepatnya ion dari suatu garam) dengan air.

  4 OH

  4 OH = 0,40 Hitunglah : a) molaria larutan tersebut. b) Kb. NH

  6.Jika derajat ionisasi NH

  5. Ke dalam 2 liter air dimasukkan (dengan tekanan) gas amonia sampai jenuh-Larutan yang terjadi mempunyai pH = 10

  4. Berapa gram NaOH (Mr = 40) harus dilarutkan dalam 250 ml air (vol akhir = 250 ml) agar pH larutan = 11 ?

  c) Gambarkan terjadinya ikatan koordinasi

  4

  3 + H

  3

  d) NH

  2 O

  c) H

  4 2-

  b) HPO

  4

  2 SO

  a) H

  2 M Soal-soal latihan

  (2) (4) pH = 14 - pOH (5) Kb = 

  M Kb /

  4 OH )

  pH Basa Lemah Bervalensi 1 ( misalnya : NH

• 2. Dari reaksi NH
• (No. atom : N = 7, H = 1)
•  NH

d) Zat apa sebagai asam atau basa ? 3. Hitunglah pH 200 ml larutan yang mengandung 0,049 mg Asam Sulfat (Mr = 98).

HIDROLIS SENYAWA GARAM

  O HCN + OH

• Contoh CN- + H

  2

4 NH + H O NH OH + H

  4

  2  Macam Hidrolisis

  1. Garam dari Basa kuat dan Asam kuat (mis : NaCl)

• Cl
• Ionisasi garam : NaCl  Na

  : H2O OH + H

• Ionisasi air
• Dalam larutan :

  (1) Na + OH NaOH

• (NaOH adalah basa kuat, sehingga akan terionkan/terurai kembali menjadi Na
• dan OH )
• (2) Cl NaOH
• H

  (HCl adalah asam kuat, sehingga akan terurai kembali menjadi H dan Cl )

• Jadi ion-ion Na dan Cl dari NaCl tidak bereaksi dengan H

  2 O (tidak

• 7 o - +

  terhidrolisis ; dan (H ) dan (OH ) dari H O tetap, yaitu = 10 M (pada 25 C).

  2

• Sehingga : - Garam dari basa kuat dan asam kuat tidak terhidrolisis
<
• pH larutannya = -log 10 = 7
• Sifat larutannya : NETRAL

  2. Garam dari Basa kuat dan Asam lemah (mis : NaNO 2 )

• Ionisasi garam : NaNO 2 + NO

  2  Na

• Ionisasi garam : H2O OH
• H
• Dalam larutan :

  (1) Na + OH NaOH (seperti no. 1)

  (2) H + NO HNO

  2

  2 (HNO2 adalah asam lemah, sehingga hanya sebagian kecil yang terurai kembali

• 2
• menjadi H dan NO )
• Jadi salah satu (sebagian) ion dari NaNO 2 bereaksi denan air (terhidrolisis) - Sehingga : Garam dari basa kuat-asam lemah terhidrolisis sebagian.
• Sifat larutan :
• terjadi reaksi : NO 2 + H HNO

  2

• 7 –7

  Sehingga (H ) &lt; 10 atau (OH ) &gt; 10 M Maka sifat larutan : BASA

• pH larutan :

  Kw .( g )

• (OH ) =

  Ka

• P OH = ½ (PKw -pKa -log (g)
• log (OH ) = ½ (-log Kw -log (g) + log Ka)

  pH= 14 – p OH = 14 – ½ (pKw – pKa – log (g) ) = pKw – ½ pKw + ½ pKa + ½ log (g) = ½ pKw + ½ pKa + ½ log (g)

  PH = ½ (pKw) + pKa + log (g) ) (g) = M (mol/l) (Kons. Garam).

  3. Garam ari Basa lemah dengan Asam Kuat (mis : NH Cl)

  4

• 4
• Ionisasi garam : NH + Cl

  4 Cl  NH

  : H2O OH + H

• Ionisasi air
• Dalam larutan

  (1) H+ + Cl- HCl (seperti no. 1)

  (2) NH 4 + OH NH

  4 OH + H (NH

  4 OH adalah basa lemah, sehingga hanya sebagian kecil yang terurai

  kembali menjadi NH 4 dan OH )

• Jadi salah satu ion dari NH

  4 Cl yang bereaksi dengan H

  2 O (terhidrolisis) - Sehingga : Garam dari basa lemah-asam kuat terhidrolisis sebagian.

• Sifat larutan :

  Terjadi reaksi OH + NH NH OH ; sehingga

  4

  4

• 7 -7 -

  (OH ) &lt; 10 atau (H ) &gt; 10 M

• Maka sifat larutan : ASAM
• pH larutan :
• (H ) =

  Kw .( g )

  atau

  Kb PH = ½ (pKw – pKb – log (garam) )

4. Garam dari Basa Lemah dengan Asam lemah ( mis : NH NO )

  4

  2

• Dalam larutan : ion-ion NH 4 dan NO

  2 dapat bereaksi dengan air (lihat no. 2 dan 3)

• Jadi : terjadi Hidrolisis total
• Sifat larutan : tergantung harga ka (dari asam lemah) dan Kb (dari basa lemah)

  Jika : Ka &gt; Kb : bersifat : ASAM Ka = Kb : bersifat NETRAL Ka &lt; Kb : bersifat BASA

• PH larutan :

  PH = ½ (pKw + pKa – pKb)

6. Dari zat-zat berikut

  (1) Natrium asetat (2) Kalium sulfat (3) Amonium sianida (4) Kalsium nitrit

  a. Zat-zat manakah yang mengalami hidrolisis ?

  b. Sebutkan macam hidrolisis zat-zat tersebut c. Tuliskan proses hidrolisis dari (b).