Larutan Asam-Basa
Sifat Larutan Asam dan Basa
Konsep Asam-Basa
• • •
Teori Arr rrh heni niu us Teor Te orii Br Bron onst sted ed-L -Low owry ry Teori Le Lewis
• • •
Asam Basa Iden Id enti tifi fika kassi as asam am-b -bas asa a
Penentuan pH Larutan Asam Kuat dan Basa Kuat
• • •
• • • • • • • •
• • •
•
• • •
pH, pOH, dan pKw Pene Pe nent ntu uan pH as asam am kuat P en en en ent ua uan pH b as as a kuat
Penentuan pH Larutan Asam Lemah dan Basa Lemah
• • • •
Derajjat io Dera ioni nisa sasi si Teta Te tapa pan n kes keset etim imba bang ngan an K o n s e p pH pH da da l a m pencemaran P er er an an an an a sa sa mm- ba ba sa sa dalam berbagai bidang
Mampu mengh menghargai argai prest prestasi asi para ilmu ilmuwan wan pence pencetus tus konsep konsep asam asam-basa. Bertindak Berti ndak krea kreatif tif memanf memanfaatk aatkan an indika indikator tor alami alami untuk untuk pewar pewarnaan naan kain. kain. Memili Mem iliki ki rasa rasa ingin ingin tahu yang yang tinggi tinggi menge mengenai nai indik indikator ator alami alami asamasambasa. Memilik Memi likii jiwa jiwa kerja kerja keras keras dan giat giat menge mengerjak rjakan an soal-so soal-soal al pH asam asam kuat kuat dan basa kuat. Bertindak Berti ndak kreati kreatiff mengapli mengaplikasi kasikan kan prinsi prinsip p penetrala penetralan n asam-bas asam-basa a dalam dalam kehidupan sehari-hari. Mampu Mamp u menjela menjelaskan skan penge pengertia rtian n asam asam dan basa menu menurut rut Arrhen Arrhenius. ius. Mampu Mamp u menjela menjelaskan skan peng pengertia ertian n asam asam dan dan basa basa menurut menurut Bron Bronsted sted-Lowry. Mampu menul menuliska iskan n persama persamaan an reaks reaksii asam asam dan dan basa basa menur menurut ut Bronsted-Lowry dan menunjukkan pasangan asam dan basa konjugasinya. Mampu Mamp u menjela menjelaska skan n pengert pengertian ian asam asam dan basa basa menu menurut rut Lewis Lewis.. Mampu Mamp u mengide mengidentif ntifikas ikasii sifat sifat laruta larutan n asam dan basa basa dengan dengan berbag berbagai ai indikator. Mampu mempe memperkira rkirakan kan pH pH suatu suatu larutan larutan elekt elektrolit rolit yang tidak diken dikenal al berdasarkan hasil pengamatan trayek pH dan perubahan warna berbagai indikator asam dan basa. Mampu menj menjelas elaskan kan penge pengertian rtian keku kekuatan atan asam dan menyi menyimpul mpulkan kan hasil pengukuran pH dari beberapa larutan asam dan basa yang konsentrasinya sama. Mampu Mam pu menent menentuka ukan n kekuat kekuatan an asam asam atau basa basa berdas berdasark arkan an harga harga derajat pengionan ( α) dan tetapan asam (K a) atau tetapan basa (K b). Mampu Mamp u menentu menentukan kan pH pH larutan larutan asam atau basa yang dik diketah etahui ui konsentrasinya. Mampu Mamp u menjel menjelask askan an hubung hubungan an konse konsep p pH deng dengan an pence pencemara maran n lingkungan.
Kimia Kelas XI
1
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: a Menurut Arrhenius, asam merupakan zat yang menghasilkan ion hidrogen (H +) apabila dilarutkan dalam air. Sementara itu, basa merupakan zat yang menghasilkan ion hidroksida (OH –) jika dilarutkan dalam air. Pelarut yang terlibat menurut Arrhenius hanya air saja. 2. Jawaban: b Pada reaksi: HCl(g) + + NH3(g) → NH4Cl(s) Menurut Arrhenius, reaksi HCl dan NH 3 dalam fase gas tidak dapat digolongkan reaksi asam-basa karena tidak membentuk ion H + dan OH–, padahal kedua senyawa tersebut merupakan asam-basa. Teori Arrhenius disempurnakan oleh Bronsted-Lowry yang mengemukakan teori asam-basa berdasarkan transfer proton (ion H+). Teori Bronsted-Lowry dapat diterapkan dalam reaksi HCl dan NH 3. Dalam fase gas, HCl dan NH3 tidak terionisasi karena keduanya merupakan molekul kovalen dan reaksi tersebut tergolong reaksi asam-basa. 3. Jawaban: e Asam-basa poliprotik yaitu asam-basa yang memiliki jumlah ion H+ atau OH – lebih dari 1 sehingga dapat mengalami beberapa kali reaksi ionisasi. Contoh H2C2O4 dan Ba(OH)2. HCl dan HNO 3 merupakan asam monoprotik karena memiliki jumlah ion H+ hanya satu. KOH dan NaOH termasuk basa monoprotik karena memiliki jumlah ion OH– hanya satu. 4. Jawaban: c Teori Bronsted-Lowry melibatkan serah terima proton. Teori ini memiliki kelebihan karena dapat menjelaskan sifat asam-basa pada reaksi yang reversible , yaitu reaksi yang spesinya dalam reaksi dapat bertindak sebagai asam dan basa. Misal CH3COOH dan H 2O. Pada reaksi reversible , CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO–, reaksi ke kanan CH3COOH mendonorkan proton sehingga bertindak sebagai asam. Pada reaksi ke kiri, CH 3COO – bertindak sebagai basa. Dengan demikian pada reaksi reversible juga juga berlangsung transfer proton. Sementara itu, serah terima elektron merupakan teori dari Lewis.
2
Larutan Asam-Basa
5. Jawaban: e Menurut Bronsted-Lowry, asam adalah spesi yang memberikan (donor) proton dalam suatu reaksi transfer proton dan pasangannya dinamakan basa konjugasi. Sementara itu, basa adalah spesi yang bertindak sebagai penerima (akseptor) proton dalam suatu reaksi transfer proton dan pasangannya dinamakan asam konjugasi. Berdasarkan teori tersebut, pada reaksi tersebut pasangan asam-basa konjugasinya sebagai berikut. HCl + H2O → H3O+ + Cl– Asam
Basa
Asam Konjugasi
B a sa Konjugasi
6. Jawaban: d NH4OH2+ merupakan asam konjugasi dari basa NH4OH karena NH 4OH mampu bertindak sebagai akseptor proton, yaitu dengan menarik ion H + dari molekul air. OH– merupakan basa konjugasi dari H2O karena H2O mampu bertindak sebagai donor proton. 7. Jawaban: e a. HClO4 + NH2– Cl ClO O4– + NH3 asam 1
basa 2
konjugasi
b.
basa 2
konjugasi
basa 2
konjugasi
konjugasi
basa 1 asam 2 konjugasi
HClO4 + OH– Cl ClO O4+ + H2O
asam 1
basa 2
konjugasi
e.
basa 1 asam 2
HClO4 + H2 O Cl ClO O4– + H3O+ asam 1
d.
konjugasi
HClO4 + NH3 C ClO lO4– + NH4+
asam 1
c.
basa 1 asam 2
basa 1 asam 2
konjugasi
HClO4 + N2H5+ H2ClO4+ + N2H4
basa 2
asam 1 asam 2 konjugasi konjugasi
basa 1
Jadi, senyawa HClO 4 yang bersifat basa ditunjukkan pada reaksi e.
8. Jawaban: d Partikel yang dapat bersifat amfiprotik adalah partikel yang dapat bersifat asam dan basa dalam reaksi yang berbeda. Partikel akan bersifat asam jika jik a be berea reaks ksii de denga ngan n bas basa, a, se seda dangk ngkan an par partik tikel el ak akan an bersifat basa jika bereaksi dengan asam. Ion H2PO4– dapat bertindak sebagai donor proton ketika ditambah basa membentuk HPO 42– (basa konjugasi). Ion H2PO4– dapat bertindak sebagai akseptor proton ketika ditambah asam membentuk H3PO4 (asam konjugasi). 9. Jawaban: e F H F H | | | | F – B + : N – H ⎯→ F – B : N – H | | | | F H F H Asam
c.
Tidak men Tidak menje jelas laska kan n alasa alasan n bahwa bahwa sen senya yawa wa – yang tidak memiliki OH , seperti Na 2CO3 memiliki karakteristik seperti basa.
2. a.
Sifatt asam Sifa asam at atau au ba basa sa su suat atu u zat zat di dite tent ntuk ukan an oleh lingkungan atau pelarutnya. b. Keas Keasama aman n sua suatu tu bas basa a aka akan n sema semakin kin ber bertam tambah bah jika semak semakin in mudah melep melepaska askan n proto proton n (H+). c. Keb Kebasa asaan an suat suatu u basa basa akan akan se semak makin in bert bertamb ambah ah + jika semak semakin in mudah mener menerima ima proton (H ). d. Zat dala dalam m reaks reaksii yang yang dapat dapat bert bertind indak ak seba sebagai gai asam maupun basa disebut zat amfiprotik. Contoh H2O.
3. Reaksi Reaksi antara antara HCOOH HCOOH dengan dengan air sebagai sebagai beriku berikut. t. HCOOH(aq) + H2O( ) H3O+(aq) + + HCOO–(aq) Asam
Basa
Asa m konj njug ugas asii
B a sa konj nju uga gas si
Basa
Dalam kulit valensi atom N dalam molekul NH3 terdapat tiga pasang ikatan ikat an (N – H) dan satu pasang elektron bebas (tidak berpasangan). Pada atom B dalam molekul BF3 terdapat tiga pasang elektron yang berikatan (B – F). Sepasang elektron yang tidak berikatan pada atom N dapat disumbangkan kepada atom pusat B yang kemudian digunakan secara bersama-sama sehingga terjadi ikatan kovalen koordinasi (B – N). Atom B pada BF 3 bertindak sebagai asam Lewis. Asam Lewis merupakan spesi yang bertindak sebagai penerima pasangan elektron. Basa Lewis merupakan spesi yang bertindak sebagai pemberi pasangan elektron. 10. Jawaban: e Teori Bronsted-Lowry memiliki kelebihan yaitu dapat menjelaskan sifat asam-basa pada reaksi yang reversibel. Teori Bronsted-Lowry juga memiliki kelemahan yaitu tidak dapat menjelaskan reaksi asam-basa yang tidak melibatkan transfer proton (H+). Misal reaksi berikut. Fe2+ + 6H2O → Fe(H2O)62+ Reaksi tersebut dapat dijelaskan menggunakan teori asam-basa Lewis.
Berdasarkan reaksi tersebut, HCOOH bersifat asam. Pasangan asam-basa konjugasi meliputi HCOOH dengan HCOO – serta H2O dengan H3O+. 4. Senyawa Senyawa amfiprotik amfiprotik adalah senya senyawa wa yang yang dapat dapat berperilaku atau bersifat asam maupun basa dalam reaksi yang berbeda. Senyawa tersebut bersifat asam jika bereaksi dengan basa. Sebaliknya, senyawa tersebut bersifat basa jika bereaksi dengan asam. Contoh senyawa HCO 3–. HCO3–(aq) + + HCl(aq) → H2CO3(aq) + Cl–(aq) Basa
HCO HC O3–(aq) + + NaOH(aq) → CO32–(aq) + Na+ + H2O( ) 5. a.
H2SO4(aq) + + Cl–(aq) € € HCl(aq) + + HSO4–(aq) Asam
b.
Basa
Basa
d.
Basa konjug konj ugas asii
Asa m konjug konj ugas asii
Asam
Asam konju konj uga gasi si
B a sa konj njug ugas asii
NH3(aq) + H2PO4–(aq) NH4+(aq) + + HPO42–(aq) Basa
e.
Basa konjug konj ugas asii
OCl–(aq) + H2O( ) HOCl(aq) + OH–(aq)
B. Uraian
1. Kekurangan Kekurangan teori asamasam-basa basa menuru menurutt Arrhenius Arrhenius sebagai berikut. a. Han Hanya ya dap dapat at dia diaplik plikasi asikan kan pad pada a reak reaksi si yan yang g terjadi dalam air. b. Tida Tidakk menj menjelas elaskan kan alas alasan an beb bebera erapa pa sen senyaw yawa a yang mengandung hidrogen dengan bilangan oksidasi +1 (seperti HCl) dapat larut dalam air untuk membentuk larutan asam, sedangkan yang lain seperti CH4 tidak dapat.
Asam konjug konj ugas asii
HClO2(aq) + H2O( ) ClO2–(aq) + H3O+(aq) Asam
c.
Basa
Asam
Asam konjugasi
Basa konjugasi
HCl(aq) + H2PO4–(aq) Cl–(aq) + H3PO4(aq) A sa m
Basa
Basa Asa m konjug konj ugas asii konj konjug ugas asii
Kimia Kelas XI
3
menjadi berwarna merah muda. Larutan bersifat netral jika diuji dengan kertas lakmus merah, warna kertas lakmus tetap merah. Jika diuji dengan kertas lakmus biru, warna kertas lakmus tetap biru. Jika diuji dengan fenolftalein, larutan tidak berwarna. Berdasarkan data pada tabel tersebut, larutan A dan D bersifat netral, larutan B bersifat asam, serta larutan C dan E bersifat basa.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b Buah apel mengandung asam malat yang bersifat lemah. Sifat asam ini dapat diidentifikasi dengan mudah dengan cara organoleptik (dicicipi). Meskipun buah apel cenderung manis, tetapi rasa sedikit masam masih dapat teridentifikasi. Sifat korosif, bereaksi dengan logam, bereaksi dengan basa, dan mengubah warna kertas lakmus memerlukan percobaan untuk membuktikannya. 2. Jawaban: c Sifat-sifat larutan basa sebagai berikut. 1) Berasa pa pahit. 2) Be Bers rsif ifat at ka kaus usti tik. k. 3) Jik Jika a meng mengen enai ai kuli kulitt tera terasa sa lic licin. in. 4) Men Mengub gubah ah warn warna a kert kertas as lak lakmus mus mer merah ah menjadi biru. 5) Ter Terioni ionisas sasii menja menjadi di ion ion pos positif itif log logam am dan ion negatif hidroksil. 6) Be Bere reak aksi si de deng ngan an as asam am.. 7) Be Bere reak aksi si de deng ngan an gar garam am.. 3. Jawaban: b Detergen mengandung senyawa basa yang memiliki pH lebih dari 7. Senyawa basa memiliki rasa pahit. Jika mengenai kulit, senyawa basa terasa licin. Selain Selai n itu, senyawa basa juga bersifat kaustik (merusak kulit) sehingga kulit yang berinteraksi dengan senyawa tersebut mudah kering dan berkerut. 4. Jawaban: b Larutan yang tidak mengubah warna kertas lakmus merupakan larutan garam yang bersifat netral. Larutan yang bersifat netral mempunyai pH sekitar 7. Larutan yang bersifat asam akan mempunyai rasa masam, mengandung ion H +, pH kurang dari 7, bersifat korosif, dan dapat memerahkan kertas lakmus biru. Larutan yang bersifat basa mempunyai rasa pahit, terasa licin di kulit, mengandung ion OH–, pH lebih dari 7, dan dapat membirukan kertas lakmus merah. 5. Jawaban: c Larutan bersifat asam jika diuji dengan kertas lakmus merah, warna kertas lakmus tetap merah. Jika diuji dengan kertas lakmus biru, warna kertas lakmus berubah menjadi merah. Jika diuji dengan fenolftalein, larutan tidak berwarna. Larutan bersifat basa jika diuji dengan kertas lakmus merah, warna kertas lakmus berubah menjadi biru. Jika diuji dengan kertas lakmus biru, warna kertas lakmus tetap biru. Jika diuji dengan fenolftalein, larutan
4
Larutan Asam-Basa
6. Jawaban: a Air kapur bersifat basa. Indikator bromtimol biru dalam larutan asam berwarna kuning, dalam larutan basa berwarna biru, dan dalam larutan netral berwarna kuning. Air kapur mengandung senyawa kalsium hidroksida (Ca(OH) 2) yang bersifat basa. Dengan demikian, warna air kapur akan berubah menjadi biru ketika ditetesi indikator bromtimol biru. 7. Jawaban: c Larutan basa apabila diuji dengan bunga kana maka warna indikator dalam larutan akan menjadi hijau muda, jika diuji dengan daun pacar air, warna indikator dalam larutan akan menjadi kuning, jika diuji dengan kubis ungu, warna indikator dalam larutan akan menjadi hijau kebiruan, jika diuji dengan umbi bit, warna indikator dalam larutan menjadi merah, dan jika diuji dengan bunga sepatu, warna indikator dalam larutan menjadi kuning. Jadi, larutan yang diuji tersebut kemungkinan berupa Ba(OH)2. HCl dan H2SO4 merupakan asam, CaSO4 dan NaNO3 merupakan garam yang bersifat netral. 8. Jawaban: b Indikator bunga terompet dalam larutan netral menghasilkan warna ungu, dalam larutan asam menghasilkan warna merah, dan dalam larutan basa menghasilkan warna hijau. Jika indikator tersebut dimasukkan dalam larutan menghasilkan warna merah dan hijau, maka larutan yang dimaksud secara berturut-turut bersifat asam dan basa, seperti HCl dan NaOH. H 2S dan H2SO4 bersifat asam. NH4OH bersifat basa. NaCl dan BaBr2 bersifat garam netral. 9. Jawaban: a Nama Larutan
a. b. c. d. e.
Larutan vitamin C Air sabun Air suling Air jeruk Barium hidroksida
Warna Kertas Warna Kertas Lakmus Merah Lakmus Biru Sifat Setelah Setelah Pencelupan Pencelupan
Merah Biru Merah Merah Biru
Merah Biru Biru Merah Biru
Asam Basa Netral Asam Basa
10. Jawaban: b 1) Air limbah A Fenolftalein, air limbah tidak berwarna sehingga pH ≤ 8,3. Metil merah, air limbah berwarna jingga sehingga 4,4 ≤ pH ≤ 6,2. Bromkresol ungu, air limbah berwarna kuning sehingga pH ≤ 5,2. Jadi, pH air limbah A adalah 4,4 ≤ pH ≤ 5,2. 2) Air limbah B Fenolftalein, air limbah berwarna merah sehingga pH ≥ 10,0. Metil merah, air limbah berwarna kuning sehingga pH ≥ 6,2. Bromkresol ungu, air limbah berwarna ungu sehingga pH ≥ 6,8. Jadi, pH air limbah B adalah ≥ 10,0. B. Uraian
1. Sifat asam asam suatu suatu larutan larutan dapat diketah diketahui ui dengan dengan cara menguji larutan tersebut dengan suatu indikator, misal kertas lakmus. Larutan asam saat diuji dengan kertas lakmus akan memberikan warna merah pada kertas lakmus. 2. Perubah Perubahan an warna warna yang terjadi terjadi pada pada peristiw peristiwa a tersebut sebagai berikut. Indikator Larutan
HNO 3 Ca(OH) 2
3. a.
Bromtimol Biru
Kuning Biru
Metil Jingga
Merah Kuning
Sifat
b.
Tumbuh-tu Tumbuh -tumb mbuha uhan n terseb tersebut ut dapa dapatt diguna digunaka kan n sebagai indikator karena ekstraknya dapat memberikan warna yang berbeda dalam larutan asam atau basa. Tumbuhan
Warna Larutan Asa m
Kunyit Umbi bit Daun pacar air Bunga kana Bunga nusa indah Bunga sepatu Bunga bugenvil Bunga mawar merah
Kuning Biru Merah Merah Merah Merah Ungu Merah muda
Basa
Jingga Merah Kuning Kuning Kuning Kuning Kuning Hijau
4. Cara menggu menggunaka nakan n pH-meter pH-meter yaitu yaitu dengan dengan mencelupkan elektrode pH-meter ke dalam larutan yang diuji sehingga diketahui harga pH larutan pada layar pH-meter. Kelebihan pH-meter yaitu praktis dalam penggunaannya dan dapat mengukur harga pH secara tepat karena menggunakan sistem digital. 5. pH la laru ruta tan n = 4,2 4,2 Warna masing-masing indikator dalam larutan asam tersebut sebagai berikut. Metil jingga, 3,1 ≤ pH ≤ 4,4 → jingga Metil merah, pH ≤ 4,4 → merah Bromtimol biru, pH ≤ 6,0 → kuning Fenolftalein, pH ≤ 8,3 → tidak berwarna
Asam Basa
Tumbuh Tumb uh-t -tum umbu buha han n ya yang ng se seri ring ng di digu guna naka kan n sebagai indikator sebagai berikut. 1) Bunga se sepatu 2) Bunga bu bugenvil 3) bung nga a ma mawar me merah 4) Kunyit 5) Umbi bit 6) Bu Bung nga a nus usa a in inda dah h 7) Daun pacar air 8) Bunga kana
Kimia Kelas XI
5
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b Larutan vitamin C dan air jeruk sama-sama bersifat asam sehingga mempunyai tingkat keasaman (pH) kurang dari 7 (< 7). Sifat keasaman kedua larutan tersebut dapat dibuktikan secara organoleptik. 2. Jawaban: e Asam sulfat (H2SO4) memiliki valensi dua yang ditunjukkan oleh angka indeks ion hidrogen. Asam fosfat (H3PO4) memiliki valensi tiga. Asam nitrat (HNO3), asam sianida (HCN), dan asam iodida (HI) memiliki valensi satu. 3. Jawaban: c Menambahkan ion OH – ke dalam air berarti menambahkan konsentrasi ion tersebut. Akibatnya, konsentrasi ion OH – semakin tinggi dan pH air semakin meningkat. Dengan demikian, sifat air menjadi basa. 4. Jawaban: d [H+] air = 10–7 Jika [H+] larutan lebih besar daripada 10 –7, berarti larutan tersebut bersifat asam. Di antara larutan NH4OH, NaOH, air sabun, cuka, dan air detergen, larutan yang bersifat asam yaitu cuka. Jadi, cuka mempunyai harga [H+] lebih besar daripada harga [H+] dalam air. 5. Jawaban: d Semakin besar nilai pH, sifat larutan semakin mendekati netral sehingga sifat keasamannya menurun. Dengan demikian, urutan larutan asam dari yang paling kuat ke paling lemah yaitu HE, HB, HD, HC, dan HA atau nomor 5)–2)–4)–3)–1).
[H2SO4] =
mass assa H2SO4 Mr H2SO S O4
=
mass assa H2SO4 (2 × Ar H) + (1 × Ar S) + (4 × Ar O)
=
1,96 gram ((2 × 1) + (1 × 32) + (4 × 16)) gr gram/mol
=
1,96 gram = 98 gram/ gram/ mol mol
mol mol H2SO4 volu volume me H2SO4
=
0,02 mol
0,02 mol 0,2 L
= 0,1 M
H2SO4 → 2H+ + SO42– [H+] = 2 × 0,1 M = 2 × 10–1 M pH = –log [H+] = –log 2 × 10 –1 = 1 – log 2
6
Larutan Asam-Basa
8. Jawaban: b VHCl = 300 mL = 0,3 L VH SO = 200 mL = 0,2 L 2
4
MH+ =
(MHCl × VHCl × nHCl ) + (MH2SO4 × VH2SO4 × nH2 SO4 ) VHCl + VH2 SO SO4
=
(0, 04 × 0, 3 × 1) + (0, 05 × 0, 2 × 2) 0, 3 + 0, 2
=
0, 01 012 + 0, 02 02 0,5
=
0,032 0,5
= 0,064 M
9. Jawaban: d [OH–] = 10–3 mol/L [OH–] = [NaOH] [NaOH] × valens valensii –3 10 = [NaOH] × 1 [NaO [N aOH] H] = 10–3 mol/L Mol NaOH Volume NaOH Massa NaOH Mr N aO aO H
Volume NaOH Massa NaOH 40 250 1.000
= 10–3 = 10–3
= 10–3
Massa Mass a NaOH = 0,25 × 10–3 × 40 = 10–2 g = 10 mg Jadi, massa NaOH sebesar 10 mg.
6. Jawaban: a Mol H2SO4 =
7. Jawaban: b pH = 13 + log 2 pOH = 14 – pH = 14 – (13 + log 2) = 1 – log 2 –log [OH–] = –log –log 2 × 10–1 [OH–] = 2 × 10 10–1 M Jadi, konsentrasi ion OH – adalah 2 × 10 –1 M.
10. Jawaban: d 1) HBr 0,02 M [H+] = [HBr] [HBr] × valen valensi si = 0,02 × 1 = 2 × 10–2 M pH = –log [H+] = –log 2 × 10 –2 = 2 – log 2 2) HNO3 0,01 M [H+] = [H [HNO NO3] × valensi = 0,01 × 1 = 10–2 pH = –log [H+] = –log 10–2 = 2
3)
NaOH 0,002 M [OH–] = [NaOH [NaOH]] × val valens ensii = 0,002 × 1 = 2 × 10–3 pOH = –lo log g [O [OH H–] = –log 2 × 10–3 = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log l og 2 4) KOH 0,01 M [OH–] = [KOH] [KOH] × val valen ensi si = 0,01 × 1 = 10–2 pOH = –log [OH–] = –log 10–2 = 2 pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12 5) Ca(OH)2 0,001 M [OH–] = [Ca(OH) [Ca(OH)2] × valensi = 0,001 × 2 = 2 × 10–3 pOH = –lo –log g [OH [OH–] = –log 2 × 10 –3 = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log l og 2 Jadi, larutan yang memiliki pH = 12 adalah KOH 0,01 M. B. Uraian 2+
–
1. Ca(OH)2(aq) → Ca (aq) + + 2OH (aq) 0,2 M
∼
0,2 M ∼
0,4 M
[OH–] = 4 × 10–1 M Kw = [H+][OH–] 10–14 = [H+][4 × 10–1] [H+]
=
10 −14 4 × 10 −1
= 2,5 × 10–14
Jadi, konsentrasi ion H + = 2,5 × 10–14 M dan OH– = 4 × 10–1 M. 2. Pena Penamb mbah ahan an io ion n H+ ke dalam air mengakibatkan kesetimbangan ionisasi air bergeser ke kiri sehingga konsentrasi ion OH – berkurang, sedangkan konsentrasi ion H + meningkat. Dengan demikian air berubah sifat menjadi asam. 3. H2SO4 → 2H+ + SO SO42– pOH = 11,7 11,7 pH = pKw – pOH = 14 – 11,7 = 2,3 2,3 = 3 – 0,7 0,7 = 3 – log 5 = –log 5 × 10–3 = –log [H+] + [H ] = 5 × 10–3 M
[H+] = [H2SO4] × valensi 5 × 10–3 = [H2SO4] × 2 [H2SO4] = 2,5 2,5 × 10 10–3 M Jadi, konsentrasi larutan H2SO4 adalah 2,5 × 10–3 M. 4. Mo Moll Ba Ba(OH OH))2 = = = =
Massa Ba(OH)2 Mr Ba(O Ba(OH) H)2 Massa Ba(OH)2 (1× Ar Ba B a) + (2 × Ar O) O ) + (2 × Ar H) H) 3,42 (1× 137) + (2 × 16) + (2 × 1) 3,42 137 + 32 + 2
3,42
= 171 = 0,02 mol MBa(OH) = 2
mol Ba(OH)2 V Ba(OH)2
1.000
= 0,02 × 250 = 0,08 M Ba(OH)2(aq) Ba2+(aq) + + 2OH–(aq) 0,08 M
∼
0,08 M
[OH–]
0,16 M
10–1 M
= 0,16 M = 1,6 × pOH = –log [OH–] = –log 1,6 × 10–1 = 1 – log 1,6 Jadi, pOH larutan adalah 1 – log 1,6. 5. pH (H2SO4)1 = 1 –log [H+] = –lo –log g 10 10–1 [H+] = 10–1 1
[H2SO4]1 = 2 × 10–1 M = 5 × 10–2 M pH (H2SO4)2 = 2 –log [H+] = –lo –log g 10 10–2 [H+] = 10–2 1
[H2SO4]2 = 2 × 10–2 M = 5 × 10–3 M V valen si (H SO ) ) MH+ campuran = (M V (H2 SO4 )1 ×
(H2 SO4 )1 ×
2
4 1 +
( H2 SO SO4 )1 +
=
(M(H2 SO4 )2 × V(H2 SO4
)2 ×
vale nsi ( H 2SO 4 )2 )
V( H2 SO SO4 )2
(5 × 10 −2 × 100 × 2) + (5 × 10−3 × 400 × 2) 100 + 400
10 + 4
= 500 14
= 500 = 0,028 = 2,8 × 10–2 pH = –log [H+] = –log 2,8 × 10–2 = 2 – log 2,8 Jadi, pH larutan campuran adalah 2 – log 2,8.
Kimia Kelas XI
7
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d Senyawa yang termasuk basa lemah yaitu NH 4OH OH.. Senyawa yang termasuk asam kuat meliputi HBr, H 2SO 4, HNO 3, HI, dan HCl. Senyawa yang termasuk asam lemah yaitu CH 3COOH dan HCOOH. NaOH dan KOH termasuk basa kuat. Jadi, kelompok senyawa yang terdiri atas basa lemah, asam kuat, dan asam lemah secara berturut-turut yaitu NH 4OH, HBr, dan CH3COOH. 2. Jawaban: e Asam tripotik (asam berbasa tiga) adalah senyawa asam yang melepaskan tiga ion H +, misal H3PO4. HF dan HCN merupakan contoh asam berbasa satu, yaitu senyawa asam yang melepaskan 1 ion H+. H2CO3 dan H2C2O4 merupakan contoh asam berbasa dua, yaitu senyawa asam yang melepaskan dua ion H+. 3. Jawaban: d Dalam air, CH3COOH akan terionisasi sebagai berikut. CH3COOH(aq) CH3COO–(aq) + H+(aq) [H+] = =
Ka × a
1, 8 × 10−5 × 0, 02
= 36 × 10−8 = 6 × 10–4 pH = –log [H+] = –log 6 × 10–4 = 4 – log 6. Jadi, pH-nya 4 – log 6. 4. Jawaban: e Semakin besar harga K a, kekuatan asam semakin besar. Dari data terlihat, harga K a terbesar dimiliki oleh asam asetat yaitu 1,8 × 10 –5 dan Ka terkecil dimiliki oleh asam fluorida yaitu 7,2 × 10 –10. Jadi, urutan kekuatan asam dari yang lemah ke yang paling kuat ditunjukkan oleh nomor 3) – 2) – 1).
α=
10–1 = 10–2 =
Ka 10 −1 Ka 10 −1
Larutan Asam-Basa
[H+] CH3CO COOH OH =
Ka × a
1, 8 × 10−5 × a 9 × 10–6 = 1,8 × 10–5 × a a = 0,5 0,5 M Jadi, konsentrasi larutan asam asetat adalah 0,5 M. 3 × 10–3 =
8. Jawaban: d Semakin kecil nilai Ka, keasaman suatu asam semakin lemah. Berdasarkan data tersebut, urutan kekuatan asam dari yang paling lemah yaitu HC, HA, dan HB. 9. Jawaban: e pH C6H5COOH = 3 – log 3 –log [H+] = –log –log 3 × 10–3 [H+] = 3 × 10 10–3 M [H+] =
Ka × a Ka × 0,15
Ka × a
9 × 10–6 = Ka × 0,15 Ka = 6 × 10–5 Untuk larutan 0,06 M C6H5COOH:
=
10−3 × 10 −1
[H+] =
=
10−4
[H+] =
Ka = 10–3 = 10–2 Jadi, harga tetapan kesetimbangan dan konsentrasi ion H+ secara berturut-turut adalah 10 –3 dan 10–2.
8
7. Jawaban: e pH sama artinya memiliki nilai [H +] sama. [H+] H2SO4 = [H2SO4] × valensi = 0,0015 × 2 = 0,0030 = 3 × 10–3 M [H+] H2SO4 = [H+] CH3COOH = 3 × 10–3 M
3 × 10–3 =
5. Jawaban: c Ka a
6. Jawaban: b [OH–] = α × b = 10% × 0,5 = 5 × 10–2 M pOH = –log [OH–] = –lo –log g 5 × 10 10–2 = 2 – log 5 pH = 14 14 – pO pOH H = 14 – (2 – log 5) = 12 + log 5 Jadi, harga pOH dan pH secara berturut-turut adalah 2 – log 5 dan 12 + log 5.
=
Ka × a
6 × 10−5 × 0, 06
= 36 × 10−7 = 6 × 10–3,5 pH = –log [H+] = –log 6 × 10–3,5 = 3,5 – log 6 Jadi, pH larutan tersebut 3,5 – log 6.
10. Jawaban: d NH4OH NH4+ + OH– 2,5 gram NH4OH =
2,5 gram Mr NH4OH
x2 = 2,5
= 35 = 0,071 mol
Konsentrasi NH4OH =
0,071 = 0,1775 M 0,4
[OH–] = [NH4OH] × α = 0,1775 × 0,01 = 1,775 × 10–3 M pOH = 3 – log 1,77 1,775 5 = 3 – 0,2492 = 2,7508 pH = 14 – 2,75 2,7508 08 = 11,25 Jadi, pH larutan sebesar 11,25. 11. Jawaban: d pH = 3 –log [H+] = –log –log 10 10–3 + –3 [H ] = 10 [H+]1 =
Ka × a1
10–3 =
Ka × a1 10 a1
[H+]2 =
Ka × a2
[H+]2 =
10 −6 × a2 a1
10–4 =
10 −6 × a2 a1
10–8 = 10–6 × 10 −6 10 −8
=
12. Jawaban: d
Kb 0,2
=
10x 2
α = x 10
Jadi, derajat ionisasinya menjadi x 10 . 13. Jawaban: c pH = 4 → [H+] = 10–4 pH = 2 → [H+] = 10–2 pH 4 turun menjadi pH 2 berarti keasaman naik 100 kali.
Ka × a
1, 8 × 10−5 × a 36 × 10–6 = 1,8 × 10–5 × a a=2M Mol 0,5
15. Jawaban: e pH = 3 – log 4 –log [H+] = –log –log 4 × 10–3 + [H ] = 4 × 10 10–3
a2 a1
100 1
[H+] =
1
x =
0,2x2 0,02
2 = Volume Volume Volu me = 0,25 0,25 liter liter Jadi, volume air yang digunakan sebanyak 0,25 liter.
pH = 3 sebesar 100 volume pada pH 4. Jadi, pengenceran pada perubahan pH tersebut sebanyak 100 kali.
Kb b
=
a = Volume
Konsentrasi pada pH = 3 sebesar 100 kali konsentrasi pada pH = 4 sehingga volume pada
α =
Kb b2
6 × 10–3 =
pH = a –log [H+] = –log –log 10 10–4 [H+] = 10–4
=
α=
[H+] =
−6
a1 a2
Kb = 0,2x2 b1 × V1 = b2 × V2 0,2 × 10 = b2 × 100 b2 = 0,02 M
14. Jawaban: c [H+] = 6 × 10–3 M
10–6 = Ka × a 1 Ka =
Kb 0,2
Ka × a
4 × 10–3 =
3, 2 × 10−5 × a 16 × 10–6 = 3,2 × 10–5 × a a = 5 × 10 10–1 M a
1.000
Mol = Volume = 5 × 10–1 × 500 = 1 mol Massa = mol × M r = 1 × 60 = 60 gram Jadi, massa senyawa asam yang terlarut sebanyak 60 gram.
Kimia Kelas XI
9
