Standar Kompetensi
Memahami terapannya.
sifat-sifat larutan asam-basa, metode pengukuran, dan
Kompetensi Dasar
Menentukan jenis garam yang mengalami hidrolisis dalam air dan pH larutan garam tersebut.
Garam merupakan senyawa hasil reaksi penetralan antara asam dengan basa. Garam dapat dihasilkan dari asam kuat dengan basa kuat, asam kuat dengan basa lemah, asam lemah dengan basa kuat, atau asam lemah dengan basa lemah. Di dalam air, garam dapat terurai menjadi ion-ionnya (terionisasi). Ion-ion itu ada yang bereaksi dengan air, yaitu ion-ion yang berasal dari asam lemah atau basa lemah. Reaksi antara air dengan ion-ion yang berasal dari asam lemah atau basa lemah disebut hidrolisis.
A
Jenis-Jenis Garam yang Terhidrolisis
1. Garam yang Berasal dari Basa Lemah dan Asam Kuat Asam Kuat + Basa Lemah menghasilkan garam yang bersifat asam Contoh 9.1 NH4Cl(aq) NH4+(aq) + Cl-(aq) Kation NH4+ akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) : NH4+(aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+(aq) Adanya ion H+ dalam hasil reaksi menunjukkan bahwa larutan garam tersebut bersifat asam. Ion Cl- tidak bereaksi dengan air, sehingga ion ini tidak mengalami hidrolisis.
2. Garam yang Berasal dari Asam Lemah dan Basa Kuat Asam Lemah + Basa Kuat menghasilkan garam yang bersifat basa Contoh 9.2 CH3COONa(aq) CH3COO-(aq) + Na+(aq) Anion CH3COO- akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) : CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq) Adanya ion OH- dalam hasil reaksi menunjukkan bahwa larutan garam tersebut bersifat basa. Bagaimana dengan ion Na+ yang berasal dari basa kuat? Ion ini tidak bereaksi dengan air, sehingga ion ini tidak mengalami hidrolisis.
©Indah_Tiwie’08
Page 24
Hidrolisis parsial/ sebagian karena yang bereaksi dengan air hanya anion saja/ kation saja yang berasal dari asam lemah/ basa lemah
3. Garam yang Berasal dari Asam Lemah dan Basa Lemah Asam Lemah + Basa Lemah Garam Bersifat???? Asam/Basa/Netral?? Contoh 9.3 HCOONH4(aq) HCOO-(aq) + NH4+(aq) Karena kedua ion tersebut berasal dari asam lemah dan basa lemah, maka keduanya mengalami hidrolisis: HCOO-(aq) + H2O(l) HCOOH(aq) + OH-(aq) + NH4 (aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+(aq) Karena garam tersebut berasal dari asam lemah atau basa lemah, maka sifat keasamannya tergantung pada harga Ka atau Kb. Jika harga Ka lebih besar daripada harga Kb, berarti konsentrasi ion H+ yang dihasilkan lebih banyak daripada OH-, sehingga garam tersebut bersifat asam. Jika harga Ka lebih kecil daripada harga Kb, berarti konsentrasi ion H+ yang dihasilkan lebih sedikit daripada ion OH-, sehingga garam tersebut bersifat basa. Jika harga Ka sama dengan Kb berarti konsentrasi ion H+ dan ion OH- yang dihasilkan sama, sehingga garam tersebut bersifat netral. Karena kation dan anion yang dihasilkan berasal dari asam lemah dan basa lemah, maka kedua ion tersebut mengalami hidrolisis sempuran/hidrolisis total
B
Perhitungan [H+] dan [OH-] Larutan Garam
1. Penentuan [H+] Larutan Garam yang Bersifat Asam (Asam Kuat + Basa Lemah) Contoh larutan garam yang bersifat asam adalah NH4Cl. NH4Cl(aq) NH4+(aq) + Cl-(aq) Perhatikan reaksi hidrolisis NH4+ berikut ini : NH4+(aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+(aq) Konstanta kesetimbangan reaksi hidrolisis disebut konstanta hidrolisis yang disingkat K h.
Kh
[NH 4 OH] [H ]
[NH 4 ] [NH4OH] = [H+], sehingga
Kh Kh
[H ] [H ] [NH 4 ] [H ]2
[NH 4 ] [H ] = Kh [NH4+] + 2
[H ] K h . [NH 4 ] Secara umum rumus tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut : [H ] K h . [kation] garam Untuk garam yang memiliki satu kation, maka : NH4Cl(aq) NH4+(aq) + Cl-(aq) [g] [g]
[H ] K h . [g]
©Indah_Tiwie’08
Page 25
Jika garam memiliki dua kation seperti (NH4)2SO4, maka : (NH4)2SO4(aq) 2NH4+(aq) + SO42-(aq) [g] 2[g]
[H ] K h . 2[g] Bagaimanakah dengan rumus Kh untuk garam ini? Perhatikan bahwa, K h Jika dikalikan dengan
Kh
Kh
[NH 4 OH] [H ] [NH 4 ]
[NH 4 OH]
[NH 4 ] [OH- ]
x
[NH 4 OH] [H ] [NH 4 ]
[OH- ] [OH- ]
maka,
[OH- ] [OH- ]
x [H ] [OH- ]
...(1)
Perhatikanlah reaksi ionisasi basa lemah NH4OH berikut ini! NH4+(aq) + OH-(aq)
NH4OH(aq)
Kb
[NH 4 ] [OH ] [NH 4 OH]
[NH 4 OH]
[NH 4 ] [OH ]
=
1 Kb
...(2)
Perhatikanlah reaksi ionisasi air berikut ini! H2O (l)
H+(aq) + OH-(aq)
Kw = [H+] [OH-]
...(3)
Data persamaan (2) dan (3) dimasukkan ke persamaan (1), sehingga didapat : 1 Kh Kw Kb K Kh w Kw Kb Kh Kb Jadi rumus hidrolisis garam yang bersifat asam adalah :
[H ] K h . [kation] garam
Kw . [kation] garam Kb
Untuk garam yang memiliki satu kation berlaku :
[H ] K h . [g]
Kw . [g] Kb
Untuk garam yang memiliki dua kation berlaku :
[H ] K h . 2[g]
©Indah_Tiwie’08
Page 26
Kw . 2[g] Kb
2. Penentuan [OH-] Larutan Garam yang Bersifat Basa (Asam Lemah + Basa Kuat) Contoh larutan garam yang bersifat basa adalah CH3COONa. CH3COONa(aq) CH3COO-(aq) + Na+(aq) Perhatikan reaksi hidrolisis CH3COO- berikut ini : CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq)
Kh
[CH3 COOH] [OH ]
[CH3 COO- ] [CH3COOH] = [OH-], sehingga
Kh Kh
[OH- ] [OH- ] [CH3 COO- ] [OH- ]2
[CH3 COO- ] [OH-]2 = Kh [CH3COO-] [OH- ] K h . [CH3 COO- ] Secara umum rumus tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut : [OH- ] K h . [anion] garam Untuk garam yang memiliki satu kation, maka : CH3COONa(aq) CH3COO-(aq) + Na+(aq) [g] [g]
[OH- ] K h . [g] Jika garam memiliki dua kation seperti (CH 3COO)2Ba, maka : (CH3COO)2Ba(aq) 2CH3COO-(aq) + Ba2+(aq) [g] 2[g]
[OH- ] K h . 2[g] Perhatikanlah perhitungan Kh berikut ini!
Kh
[CH3 COOH] [OH ] [CH3 COO- ]
Jika dikalikan dengan
Kh
Kh
[H ] [H ]
[CH3 COOH] [OH ] [CH3 COO- ] [CH3 COOH] -
[CH3 COO ] [H ]
x
maka,
[H ] [H ]
x [OH ] [H ]
...(1)
Perhatikanlah reaksi ionisasi asam lemah CH3COOH berikut ini!
CH3COOH(aq) Ka
[CH3 COO- ] [H ] [CH3 COOH]
©Indah_Tiwie’08
CH3COO-(aq) + H+(aq)
[CH3 COOH] -
[CH3 COO ] [H ]
=
1 Ka
Page 27
...(2)
Perhatikanlah reaksi ionisasi air berikut ini! H2O (l)
H+(aq) + OH-(aq)
Kw = [H+] [OH-]
...(3)
Data persamaan (2) dan (3) dimasukkan ke persamaan (1), sehingga didapat : 1 Kh Kw Ka K Kh w Kw Ka Kh Ka Jadi rumus hidrolisis garam yang bersifat basa adalah :
[OH- ] K h . [anion] garam
Kw . [anion] garam Ka
Untuk garam yang memiliki satu kation berlaku :
[OH- ] K h . [g]
Kw . [g] Ka
Untuk garam yang memiliki dua kation berlaku :
[OH- ] K h . 2[g]
Kw . 2[g] Ka
Contoh 9.4 Jika 410 mg garam CH3COONa (Mr=82) dilarutkan dalam air hingga volum 500 mL, dan tetapan hidrolisis=10-9, tentukanlah pH larutan garam! Penyelesaian
m 410 5 mmol Mr 82 n 5 mmol [CH3COONa] 10 -2 M V 500 mL n CH3 COONa
[OH- ] K h . [g] 10 - 9 . 10 - 2 10 -11 10 -5,5 pOH = - log [OH-] = - log 10-5,5 = 5,5 pH = 8,5 Contoh 9.5 Jika 100 mL NH4OH 0,4 M direaksikan dengan 100 mL larutan HCl campuran setelah bereaksi! Penyelesaian NH4OH 100 mL 0,4M 40 mmol
+
HCl 100 mL 0,4M 40 mmol
©Indah_Tiwie’08
NH4Cl +
Page 28
H2O
0,4 M, Kb NH 4OH = 2x10-5, tentukan pH
NH4OH 40 mmol 40 mmol
Awal Bereaksi Akhir
+
HCl 40 mmol 40 mmol
NH4Cl + 40 mmol 40 mmol
H2O 40 mmol 40 mmol
n NH4Cl = 40 mmol
[NH4 Cl] [H ]
n 40 mmol 2x10 -1 M V 200 mL
Kw . [g] Kb 10 -14 2x10
-5
x 2x10 -1
10 -10 [H ] 10 -5 pH = - log [H+] = - log 10-5 = 5 Latihan 9.1 1. Terdapat 500 mL CH3COONa 0,002 M. Jika Ka CH3COOH = 2x10-5, tentukan pH larutan garam tersebut! 2. Terdapat 10 L larutan (NH4)2SO4 0,1 M. Jika Kb NH4OH = 2x10-5, tentukanlah pH larutan garam tersebut! 3. Jika 107 mg garam NH4Cl dilarutkan dalam air hingga 1 L, konstanta hidrolisis = 10-9, tentukanlah pH larutan garam tersebut! 4. Ke dalam 1 liter larutan asam asetat 0,2 M ditambahkan padatan NaOH 8 gram. Jika volum akibat penambahan NaOH dianggap tetap dan Ka CH3COOH = 2x10-5, Mr NaOH =40, tentukanlah pH setelah bereaksi! 5. Jika 2 liter larutan CH3COOH 4 M direaksikan dengan 8 liter larutan Ba(OH) 2 0,5 M, Ka CH3COOH = 2x10-5, tentukanlah a. pH larutan masing-masing sebelum bereaksi b. pH larutan setelah bereaksi 6. Jika 500 mL larutan NH4Cl memiliki pH 5,5 dan Kb NH4OH = 2 x 10-5. Tentukan massa NH4Cl yang terlarut! (Mr NH4Cl = 53,5) 7. Terdapat 2 Liter larutan CH3COOH 0,1 M, Ka=10-5. Jika Mr Ba(OH)2 =171. Tentukan massa Ba(OH)2 yang harus dimasukkan ke dalam larutan CH3COOH agar terjadi hidrolisis! Kemudian tentukanlah pula pH setelah terjadi hidrolisis!
3. Penentuan [H+] Garam yang Berasal dari Asam Lemah dan Basa Lemah Contoh garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah adalah CH3COONH4 Perhatikanlah reaksi ionisasi berikut! CH3COONH4(aq) CH3COO-(aq) + NH4+(aq) Reaksi hidrolisis: CH3COO-(aq) + NH4+(aq) + H2O(l)
Kh
CH3COOH(aq) + NH4OH(aq)
[CH3 COOH] [NH 4 OH] [CH3 COO- ] [NH 4 ]
Untuk penentuan harga Kh maka persamaan tersebut dikalikan dengan
Kh
[CH3 COOH] [NH 4 OH] [CH3 COO- ] [NH 4 ]
©Indah_Tiwie’08
x
[H ] [OH- ] [H ] [OH- ]
Page 29
[H ] [OH- ] [H ] [OH- ]
,sehingga
Kh Kh
[CH3 COOH] -
[CH3 COO ] [H ]
x
[NH4 OH]
-
[NH 4 ] [OH ]
1 1 x x Kw Ka Kb
x [H ] [OH- ]
Kh
Kw Ka .Kb
Untuk penentuan [H+] perhatikanlah kembali persamaan untuk Kh!
Kh
[CH3 COOH] [NH 4 OH] [CH3 COO- ] [NH 4 ]
[CH3COOH] = [NH4OH] dan [CH3COO-] = [NH4+], sehingga :
Kh
[CH3 COOH] [CH3 COOH] [CH3 COO- ] [CH3 COO- ]
Kh
[CH3 COOH]2 [CH3 COO- ]2
Jika persamaan tersebut dikalikan dengan
Kh
[H ]2 [H ]2
, maka diperoleh :
[CH3 COOH]2 [H ]2 [CH3 COO- ]2 [H ]2 2
[CH3 COOH] Kh [H ]2 [CH3 COO ] [H ]
1 Kh K a + 2 [H ] = Kh
2
2 [H ] x Ka2
Jika harga Kh diganti dengan
[H ]2
Kw ,maka diperoleh : Ka .Kb
Kw K K a 2 w K a , jadi : Ka .Kb Kb [H ]
Kw Ka Kb
Latihan 9.2 Tentukanlah pH larutan berikut : a. NH4CN (Ka HCN= 6 x 10-10, Kb NH3 = 2 x 10-5) b. NH4F (Ka HF = 7 x 10-4)
©Indah_Tiwie’08
Page 30
Latihan Bab 9 I. Pilihan Ganda 1. Peristiwa hidrolisis tidak terjadi pada larutan.... a. CH3COOK d. (NH4)2SO4 b. NH4Cl e. K2SO4 c. CH3COONH4 2.
3.
4.
5.
6.
Di antara garam-garam berikut ini, yang mengalami hidrolisis total adalah.... a. CH3COONa d. NH4Cl b. CH3COONH4 e. NaCN c. NaCl Perhatikanlah persamaan hidrolisis sebagai berikut : Z-(aq) + H2O(l) HZ(aq) + OH-(aq) Garam yang mengalami hidrolisis seperti pada persamaan reaksi di atas adalah.... a. NH4Cl d. Na2SO4 b. NH4CN e. KCN c. CaCl2 Di antara senyawa-senyawa berikut ini, yang larutannya dalam air memiliki pH terbesar adalah.... a. Natrium kloida d. Amonium asetat b. Kalium nitrat e. Natrium asetat c. Amonium klorida Dalam larutan terdapat natrium asetat 0,1 mol/L yang mengalami hidrolisi : CH3COO- + H2O CH3COOH + OHJika tetapan hidrolisis = 10-9, maka larutan memiliki pH.... a. 9 d. 5 b. 7 e. 1 c. 6 Terdapat 4 L larutan NH4Cl 0,01 M. Jika konstanta hidrolisis = 10-5, maka pH larutan garam tersebut adalah.... a. 3,5 d. 8,5 b. 5 e. 10 c. 9
7.
Terdapat 5 L larutan (CH3COO)2Ca 0,004 M. Jika Ka CH3COOH=2x10-5, maka pH larutan adalah.... a. 5 – log 2 d. 8 + log 2 b. 6 – log 2 e. 9 c. 9 + log 2
8.
Jika 2 L larutan CH3COONa memiliki pH=8, Ka CH3COOH=10-9 dan Mr CH3COONa=82, maka jumlah garam yang terlarut adalah.... a. 82 mg d. 246 mg b. 41 mg e. 328 mg c. 164 mg
11.
Di antara campuran berikut ini, yang dapat menghasilkan larutan yang bersifat asam adalah.... a. 100 mL CH3COOH 0,1 M + 100 mL NaOH 0,1 M b. 100 mL HF 0,1 M + 100 mL KOH 0,1 M c. 100 mL HCl 0,1 M + 100 mL NaOH 0,1 M d. 100 mL HCl 0,1 M + 100 mL NH4OH 0,1 M e. 100 mL HCOOH 0,1 M + 100 mL KOH 0,1 M
12.
Jika 66 mg garam (NH4)2SO4 dilarutkan dalam air hingga 500 mL, Kb NH4OH=2x10-5 dan Mr (NH4)2SO4=132, maka pH larutan garam tersebut adalah.... a. 6 d. 8 b. 5 e. 9 c. 4
13.
Jika 100 mL HCl 0,2 M dialiri 4,18 mL gas NH3 448 mL pada keadaan STP, Kb NH3=2x10-5, maka pH larutan setelah reaksi adalah.... a. 6 d. 8 b. 5 e. 9 c. 4
14.
Jika 100 mL larutan CH3COOH yang memiliki pH=3 dicampur dengan 100 mL larutan NaOH yang memiliki pH =13, Ka CH3COOH=10-5 dan log 2=0,3, maka pH campuran adalah.... a. 16 d. 9,3 b. 8 e. 5,3 c. 8,7
15.
Jika 100 mL H2SO4 0,4 M dicampur dengan 100 mL NH4OH 0,8 M, tetapan hidrolisis=10-9, maka pH campuran.... a. 5 – log 2 d. 9 b. 6 – log 2 e. 9 + log 2 c. 5
II. Uraian 1. Manakah dari garam-garam di bawah ini yang mengalami hidrolisis parsial, hidrolisis total dan yang tidak terhidrolisis ! a. (NH4)2SO4 f. (NH4)3PO4 b. (CH3COO)2Ba g. FeCl3 c. CaCl2 h. NH4F d. MgF2 i. Na2CO3 e. CH3COONH4 j. (NH4)2S 2.
9.
10.
Diantara garam berikut ini, yang dapat bereaksi dengan larutan HCl0,1 M adalah.... a. NaCl d. CH3COONa b. NH4Cl e. KBr c. NH4Br Di antara campuran berikut ini, yang tidak dapat membentuk garam yang terhidrolisis adalah.... a. 100 mL CH3COOH 0,1 M + 100 mL NaOH 0,1 M b. 100 mL HF 0,1 M + 100 mL KOH 0,1 M c. 100 mL HCl 0,1 M + 100 mL NaOH 0,1 M d. 100 mL HCl 0,1 M + 100 mL NH4OH 0,1 M e. 100 mL HCOOH 0,1 M + 100 mL KOH 0,1 M
©Indah_Tiwie’08
Page 31
Tulislah reaksi hidrolisis : a. (NH4)2SO4 b. CH3COONa c. HCOONH4
d. e. f.
NH4Cl Na2S AlCl3
3.
Hitunglah pH larutan (CH3COO)2Mg 0,004 M sebanyak 100 mL, jika Ka CH3COOH=2x10-5.
4.
Hitunglah pH larutan NH4Cl 0,08 M sebanyak 150 mL, jika Kb NH4OH=2x10-5.
5.
Jika dicampurkan 100 mL NH4OH 0,4 M dengan 400 mL HCl 0,1 M, Kb NH4OH=2x10-5. hitunglah pH campuran yang terjadi.
6.
Jika 250 mL CH3COOH 0,1 M direaksikan dengan 125 mL Ca(OH)2 0,1 M, Ka CH3COOH=10-5. Tentukanlah pH larutan sebelum dan sesudah pencampuran.
7.
Hitunglah massa NH4NO3 (Mr = 80) yang terlarut dalam 250 mL larutan dengan pH=5,5. Kb NH4OH=2x10-5.
