Larutan Asam-Basa
Sifat Larutan Asam dan Basa
Konsep Asam-Basa
• • •
Teori Arrhenius Teori Bronsted-Lowry Teori Lewis
• • •
Asam Basa Identifikasi asam-basa
Penentuan pH Larutan Asam Kuat dan Basa Kuat
• • •
• • • • • • • •
• • •
•
• • •
pH, pOH, dan pK w Penentuan pH asam kuat Penentuan pH basa kuat
Penentuan pH Larutan Asam Lemah dan Basa Lemah
• • • •
Derajat ionisasi Tetapan kesetimbangan Konsep p H d alam pencemaran Peranan asam-basa dalam berbagai bidang
Mampu menghargai prestasi para ilmuwan pencetus konsep asambasa. Bertindak kreatif memanfaatkan indikator alami untuk pewarnaan kain. Memiliki rasa ingin tahu ya ng tinggi mengenai indikator alami asambasa. Memiliki jiwa kerja keras dan giat mengerjakan soal-soal pH asam kuat dan basa kuat. Bertindak kreatif mengaplikasikan prinsip penetralan asam-basa dalam kehidupan sehari-hari. Mampu menjelaskan pengertian asam dan basa menurut Arrhenius. Mampu menjelaskan pengertian asam dan basa menurut BronstedLowry. Mampu menul iska n pe rsama an r eaks i asam d an basa menur ut Bronsted-Lowry dan menunjukkan pasangan asam dan basa konjugasinya. Mampu menjelaskan pengertian asam dan basa menurut Lewis. Mampu mengidentifikasi sifat larutan asam dan basa dengan berbagai indikator. Mampu memperkirakan pH suatu larutan elektrolit yang tidak dikenal berdasarkan hasil pengamatan trayek pH dan perubahan warna berbagai indikator asam dan basa. Mampu menjelaskan pengertian kekuatan asam dan menyimpulkan hasil pengukuran pH dari beberapa larutan asam dan basa yang konsentrasinya sama. Mampu men entukan kek uatan asa m atau ba sa ber dasarkan har ga derajat pengionan (α) dan tetapan asam (Ka) atau tetapan basa (Kb). Mamp u men entu kan p H lar utan asam atau basa yang dik etah ui konsentrasinya. Mamp u me njel ask an hu bung an k onse p pH deng an p ence mara n lingkungan.
Kimia Kelas XI
1
5. Jawaban: e Menurut Bronsted-Lowry, asam adalah spesi yang 1. Jawaban: a memberikan (donor) proton dalam suatu reaksi Menurut Arrhenius, asam merupakan zat yang transfer proton dan pasangannya dinamakan basa + menghasilkan ion hidrogen (H ) apabila dilarutkan konjugasi. Sementara itu, basa adalah spesi yang dalam air. Sementara itu, basa merupakan zat yang bertindak sebagai penerima (akseptor) proton – menghasilkan ion hidroksida (OH) jika dilarutkan dalam suatu reaksi transfer proton dan dalam air. Pelarut yang terlibat menurutArrhenius pasangannya dinamakan asam konjugasi. hanya air saja. Berdasarkan teori tersebut, pada reaksi tersebut pasangan asam-basa konjugasinya sebagai b 2. Jawaban: berikut. Pada reaksi: HCl + H2O → H3O+ + Cl– HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s) Asam Basa Asam Basa Menurut Arrhenius, reaksi HCl dan NH dalam fase 3 Konjugasi Konjugasi gas tidak dapat digolongkan reaksi asam-basa + 6. Jawaban: d karena tidak membentuk ion H dan OH–, padahal NH4OH2+ merupakan asam konjugasi dari basa kedua senyawa tersebut merupakan asam-basa. Teori Arrhenius disempurnakan oleh Bronsted-Lowry NH4OH karena NH4OH mampu bertindak sebagai + dari akseptor proton, yaitu dengan menarik ion H yang mengemukakan teori asam-basa berdasarkan molekul air. OH– merupakan basa konjugasi dari transfer proton (ion +H). Teori Bronsted-Lowry dapat H2O karena H2O mampu bertindak sebagai donor diterapkan dalam reaksi HCl dan NH 3. Dalam fase proton. gas, HCl dan NH 3 tidak terionisasi karena keduanya merupakan molekul kovalen dan reaksi tersebut 7. Jawaban: e tergolong reaksi asam-basa. a. HClO + NH– ClO – + NH A. Pilihan Ganda
4
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 + hanya satu. KOH dan NaOH memiliki jumlah ion H 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 reaksireversible juga berlangsung transfer Sementara serah terima elektron proton. merupakan teori dariitu, Lewis.
2
Larutan Asam-Basa
asam 1
2
basa 2
4
3
basa 1 asam 2 konjugasi
konjugasi –
b.
+
HClO14 +basa NH32 basa ClO41+asam NH4 2 asam konjugasi konjugasi
c.
HClO4 + H2 O ClO4– + H3O+ asam 1
basa 2
basa 1 asam 2 konjugasi
konjugasi
d.
HClO4 + OH– ClO4+ + H2O asam 1
basa 2
basa 1 asam 2
konjugasi konjugasi
e.
HClO4 + N2H5+ H2ClO4+ + N2H4 basa 2
asam 1 asam 2 konjugasi konjugasi
basa 1
Jadi,pada senyawa HClO kan reaksi e. 4 yang bersifat basa ditunjuk-
8. Jawaban: d Partikel yang dapat bersifat amfiprotik adalah partikel yang dapat bersifat asam dan basa dalam reaksi yang berbeda. Partikel akan bersifatasam jika bereaksi dengan basa, sedangkan partikel akan 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).
c.
2. a. b. c. d.
9. Jawaban: e F H F H | | | | F – B + : N – H ⎯→ F – B : N – H | | | | F H F H Asam
Tidak menjelaskan alasan bahwa senyawa yang tidak memiliki OH –, seperti Na 2CO3 memiliki karakteristik seperti basa. Sifat asam atau basa suatu zat ditentukan oleh lingkungan atau pelarutnya. Keasaman suatu basa akan semakin bertambah jika semakin mudah melepaskan proton (H+). Kebasaan suatu basa akan semakin bertambah jika semakin mudah menerima proton (H+). Zat dalam reaksi yang dapat bertindak sebagai asam maupun basa disebut zat amfiprotik. Contoh H2O.
3. Reaksi antara HCOOH dengan air sebagai berikut. HCOOH(aq) + H2O() H3O+(aq) + HCOO–(aq) Asam
Basa
Basa konjugasi
Basa
Dalam kulit valensi atom N dalam molekul NH 3 terdapat tiga pasang 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 amfiprotik adalah senyawa yang 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 HCO3–. HCO3–(aq) + HCl(aq) → H2CO3(aq) + Cl–(aq) Basa
HCO –(aq) + NaOH(aq) → CO 2–(aq) + Na+ + H O() 5. a.
3
3
Asam
b.
Basa
1. Kekurangan teori asam-basa menurut Arrhenius sebagai berikut. a. Hanya dapat diaplikasikan pada reaksi yang terjadimenjelaskan dalam air. alasan beberapa senyawa Tidak yang mengandung hidrogen dengan bilangan oksidasi +1 (seperti HCl) dapat larut dalam air untuk membentuk larutan asam, sedangkan yang lain seperti CH4 tidak dapat.
Basa
Basa konjugasi
Asam konjugasi
Asam
Asam konjugasi
Basa konjugasi
NH3(aq) + H2PO4–(aq) NH4+(aq) + HPO42–(aq) Basa
e.
Basa konjugasi
OCl–(aq) + H2O() HOCl(aq) + OH–(aq) Basa
d.
Asam konjugasi
HClO2(aq) + H2O() ClO2–(aq) + H3O+(aq) Asam
c.
2
H2SO4(aq) + Cl–(aq) € HCl(aq) + HSO4–(aq)
B. Uraian
b.
Asam konjugasi
Asam
Asam konjugasi
Basa konjugasi
HCl(aq) + H2PO4–(aq) Cl–(aq) + H3PO4(aq) Asam
Basa
Basa konjugasi
Asam konjugasi
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
6. Jawaban: a
memerlukan percobaan untuk membuktikannya.
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.
2. Jawaban: c Sifat-sifat larutan basa sebagai berikut. 1) Berasa pahit. 2) Bersifat kaustik. 3) Jika mengenai kulit terasa licin. 4) Men gub ah w arn a kert as lak mus mer ah menjadi biru. 5) Terionisasi menjadi ion positif logam dan ion negatif hidroksil. 6) Bereaksi dengan asam. 7) Bereaksi dengan garam.
7. Jawaban: c Larutan basa apabila diuji dengan bunga kana maka warna indikator dalam larutan akanmenjadi hijau muda, jika diuji dengan daun pacar air, warna indikator dalam larutan akan menjadi kuning, jika diuji dengan kubis ungu, warna indikator dalam 3. Jawaban: b larutan akan menjadi hijau kebiruan, jika diuji Detergen mengandung senyawa basa yang memiliki dengan umbi bit, warna indikator dalam larutan pH lebih dari 7.Senyawa basa memiliki rasa pahit. menjadi merah, dan jika diuji dengan bunga sepatu, Jika mengenai kulit, senyawa basa terasa licin. nSelai warna indikator dalam larutan menjadi kuning. Jadi, itu, senyawa basa juga bersifat kaustik (merusak larutan yang diuji tersebut kemungkinan berupa kulit) sehingga kulit yang berinteraksi dengan Ba(OH)2. HCl dan H2SO4 merupakan asam, CaSO 4 senyawa tersebut mudah kering dan berkerut. dan NaNO3 merupakan garam yang bersifat netral. 4. Jawaban: b 8. Jawaban: b Larutan yang tidak mengubah warna kertas lakmus Indikator bunga terompet dalam larutan netral merupakan larutan garam yang bersifat netral. menghasilkan warna ungu, dalam larutan asam Larutan yang bersifat netral mempunyai pH sekitar menghasilkan warna merah, dan dalam larutan 7. Larutan yang bersifat asam akan mempunyai basa menghasilkan warna hijau. Jika indikator rasa masam, mengandung ion H+, pH kurang dari tersebut dimasukkan dalam larutanmenghasilkan 7, bersifat korosif, dan dapatmemerahkan kertas warna merah dan hijau, maka larutan yang lakmus biru. Larutan yang bersifat basa dimaksud secara berturut-turut bersifat asam dan mempunyai rasa pahit, terasa licin di kulit, basa, seperti HCl dan NaOH. H2S dan H2SO4 – mengandung ion OH , pH lebih dari 7, dan dapat bersifat asam. NH4OH bersifat basa. NaCl dan membirukan kertas lakmus merah. BaBr2 bersifat garam netral. 5. Jawaban: c 9. Jawaban: a Larutan bersifat asam jika diuji dengan kertas lakmus merah, warna kertas lakmus tetap merah. Warna Kertas Warna Kertas Nama Lakmus Merah Lakmus Biru Jika diuji dengan kertas lakmus biru, warna kertas Sifat Larutan
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
Setelah Pencelupan
a. b. c. d. e.
Larutan vitamin C Air sabun Air suling Air jeruk Barium hidroksida
Merah Biru Merah Merah Biru
Setelah Pencelupan
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 limbahberwarna 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 ≥ 6,2. sehingga pHungu, Bromkresol air limbah berwarna ungu sehingga pH ≥ 6,8. Jadi, pH air limbah B adalah≥ 10,0.
B. Uraian
1. Sifat asam suatu larutan dapat diketahui 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. Perubahan warna yang ter jadi pada peristiwa tersebut sebagai berikut. Indikator Bromtimol Biru
Larutan
HNO 3 Ca(OH) 2
3. a.
Kuning Biru
Metil Jingga
Merah Kuning
Sifat
b.
Tumbuh-tumbuhan tersebut dapat digunakan 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
Ba sa
Jingga Merah Kuning Kuning Kuning Kuning Kuning Hijau
4. Cara me nggu naka n pH-me ter yait u denga n 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 larutan = 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-tumbuhan yang sering digunakan sebagai indikator sebagai berikut. 1) Bunga sepatu 2) Bunga bugenvil 3) bunga mawar merah 4) Kunyit 5) Umbi bit 6) Bunga nusa indah 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. – semakin tinggi dan Akibatnya, konsentrasi ion OH 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] =
massa H2SO4 Mr HS 2 O4
=
massa H2 SO4 + × (1 +A r×S) (4 (2 × Ar H)
=
1,96 gram ((2 × 1)+ ×(1 + 32) × (4 16))g ram/mol
=
1,96 gram 98 gram/ mol
mol H 2SO 4 volume H 2SO 4
=
A r O)
= 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 ) ×(MH SO × 2 4 VHCl + VHS2
VH 2SO 4
O4
=
(0,04 × 0,3 0,2 2) × +1) (0,05 ×× 0,3 + 0,2
=
0,012 + 0,02 0,5
=
0,032 0,5
= 0,064 M
9. Jawaban: d [OH–] = 10 –3 mol/L [OH–] = [NaOH] × valensi 10–3 = [NaOH] × 1 [NaOH] = 10–3 mol/L Mol NaOH Volume NaOH Massa NaOH Mr NaOH
Volume NaOH Massa NaOH 40 250 1.000
= 10–3 = 10–3
= 10–3
Massa 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 2 × 10 –1 [OH–] = 2 × 10 –1 M Jadi, konsentrasi ion OH– adalah 2 × 10–1 M.
10. Jawaban: d 1) HBr 0,02 M [H+] = [HBr] × valensi = 0,02 × 1 = 2 × 10–2 M pH = –log [H +] = –log 2 × 10–2 = 2 – log 2 2) HNO3 0,01 M + [H ] = [HNO 3] × valensi = 0,01 × 1 = 10–2 pH = –log [H+] = –log 10–2 = 2
nH2SO 4 )
3)
4)
NaOH 0,002 M [OH–] = [NaOH] × valensi = 0,002 × 1 = 2 × 10–3 pOH = –log [OH –] = –log 2 × 10–3 = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log 2 KOH 0,01 M [OH–] = [KOH] × valensi = 0,01 × 1 = 10–2 pOH = –log [OH–] = –log 10–2 = 2
pH = 14 –0,001 pOHM= 14 – 2 = 12 Ca(OH) 2 – [OH ] = [Ca(OH)2] × valensi = 0,001 × 2 = 2 × 10–3 pOH = –log [OH –] = –log 2 × 10–3 = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log 2 Jadi, larutan yang memiliki pH = 12 adalah KOH 0,01 M.
[H+] = [H 2SO4] × valensi 5 × 10–3 = [H2SO4] × 2 [H2SO4] = 2,5 × 10 –3 M –3 Jadi, konsentrasi larutan2H SO4 adalah 2,5 × 10 M.
1. Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH–(aq) 0,2 M
∼
0,2 M ∼
0,4 M
[OH–] = 4 × 10–1 M Kw = [H+][OH–]
= =
=
10 −14 4 × 10 −1
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
0,16 M
[OH–] = 0,16 M = 1,6 × 10–1 M pOH = –log [OH–] = –log 1,6 × 10–1 = 1 – log 1,6 Jadi, pOH larutan adalah 1 – log1,6. 5. pH (H 2SO4)1 = 1 –log [H+] = –log 10 –1 [H+] = 10 –1 1
[H2SO4]1 = 2 × 10–1 M
10–14 = [H+][4 × 10–1] [H+]
Massa Ba(OH)2 (1× AB + ×(2 A +O× r a) r ) (2 AH r)
=
5)
B. Uraian
Massa Ba(OH)2 Mr Ba(OH) 2
4. Mol Ba(OH) 2 =
= 2,5 ×
10–14
Jadi, konsentrasi ion H OH– = 4 × 10–1 M. +
+
= 2,5 × 10 –14 M dan
2. Penambahan ion H ke dalam air mengakibatkan kesetimbangan ionisasi air bergeser ke kiri sehingga konsentrasi ion OH – berkurang, sedangkan konsentrasi ionH+ meningkat. Dengan demikian air berubah sifat menjadi asam. 3. H2SO4 → 2H+ + SO42– pOH = 11,7 pH = pK w – pOH = 14 – 11,7 = 2,3 2,3 = 3 – 0,7
= 5 × 10–2 M pH (H2SO4)2 = 2 + –log [H ] = –log 10 –2 [H+] = 10 –2 1
[H2SO4]2 = 2 × 10–2 M = 5 × 10–3 M V valensi(H SO) MH+ campuran = (M V (H2 SO4 )1 ×
(H2×SO4 )1
+
2
×4 )1 × (M (H2 SO4 )2 V (H2 SO4 )2 valensi(H SO) 2
+ (HS 24 O) 1
=
V(HS 24 O)
)4
2
(5 × 10 −×2 100 10−3 × + ×2) ×(5 × 100 + 400
400 2)
10 + 4
= 500 14
= 500 = 0,028 = 2,8 × 10–2 pH = –log [H +] –2
= –log 3 – log = 5 ×5 10–3 = –log [H+] [H+] = 5 × 10 –3 M
= –log 2,8 × 10 = 2 – log 2,8 Jadi, pH larutan campuran adalah 2 – log 2,8.
Kimia Kelas XI
7
2
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d Senyawa yang termasuk basa lemah yaitu NH 4OH. 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 NH4OH, 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 −8
4. Jawaban: e Semakin besar harga Ka, kekuatan asam semakin besar. Dari data terlihat, harga Ka 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).
10–1 =
Ka 10 −1
10–2 = K a−1 10
Larutan Asam-Basa
[H+] CH3COOH =
Ka × a
1,8 × 10−5 × a 9 × 10–6 = 1,8 × 10–5 × a a = 0,5 M Jadi, konsentrasi larutan asam asetat adalah 0,5 M. 3 × 10–3 =
Semakin lemah. kecil nilai Ka, keasaman suatu asam semakin 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 3 × 10 –3 [H+] = 3 × 10 –3 M [H+] =
Ka × a
10–3
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×
5. Jawaban: c Ka a
Jadi, harga pOH dan pH secara berturut-turut adalah 2 – log 5 dan 12 + log 5.
8. Jawaban: d 10–4
= 36 × 10 =6× pH = –log [H+] = –log 6 × 10–4 = 4 – log 6. Jadi, pH-nya 4 – log 6.
α=
6. Jawaban: b [OH–] = α × b = 10% × 0,5 = 5 × 10–2 M pOH = –log [OH–] = –log 5 × 10 –2 = 2 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (2 – log 5) = 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 =
x2 =
2,5 gram Mr NH 4OH
=
2,5 35
= 0,071 mol Konsentrasi NH4OH =
0,071 0,4
= 0,1775 M
Kb = 0,2x2 b1 × V1 = b2 × V 2 0,2 × 10 = b 2 × 100 b2 = 0,02 M
–
[OH ] = [NH 4OH] × α = 0,1775 × 0,01 = 1,775 × 10–3 M pOH = 3 – log 1,775 = 3 – 0,2492 = 2,7508 pH = – 2,7508 = 14 11,25 Jadi, pH larutan sebesar 11,25. 11. Jawaban: d pH = 3 –log [H+] = –log 10 –3 [H+] = 10 –3 [H+]1 =
Ka × a1
10–3 =
Ka × a1
10–6
α=
Kb b2
=
0,2x 2 0,02
=
10x 2
α = x 10
Jadi, derajat ionisasinya menjadix 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. 14. Jawaban: c [H+] = 6 × 10–3 M
= Ka × a 1
Ka =
Kb 0,2
[H+] =
10−6 a1
pH = a –log [H+] = –log 10 –4 [H+] = 10 –4
6×
10–3
36 ×
10–6
Ka × a
1,8 × 10−5 × a = 1,8 × 10–5 × a a=2M =
Mol
[H+]2 =
K a × a2
[H+]2 =
10 −6 × a2 a1
10–4 =
10 −6 × a2 a1
10–8 a1 a2
=
10–6
×
−6
=
10 10 −8
=
a = Volume 0,5
2 = Volume Volume = 0,25 liter Jadi, volume air yang digunakan sebanyak 0,25 liter. 15. Jawaban: e pH = 3 – log 4 –log [H+] = –log 4 × 10 –3 [H+] = 4 × 10 –3
a2 a1
100 1
[H+] =
Konsentrasi pada pH = 3 sebesar 100 kali konsentrasi pada pH = 4 sehingga volume pada 1
pH = 3 sebesar 100 volume pada pH 4. Jadi, pengenceran pada perubahan pH tersebut sebanyak 100 kali. 12. Jawaban: d α =
Kb b
x =
Kb 0,2
Ka × a
–3
4 × 10 = 3,2 × 10−5 × a 16 × 10–6 = 3,2 × 10–5 × a a = 5 × 10 –1 M a
1.000
Mol = Volume = 5 × 10–1 × 500 = 1 mol Massa = mol × Mr = 1 × 60 = 60 gram Jadi, massa senyawa asam yang terlarut sebanyak 60 gram.
Kimia Kelas XI
9
Volume NH3 = mol × 22,4 L/mol = 0,4 mol × 22,4 L/mol = 8,96 liter Jadi, volume gas NH 3 yang dialirkan adalah 8,96 liter.
B. Uraian
1. CH3COOH [H+] =
Ka × a
[H+] =
K a × 0,8
H2SO4
–3
6 × 10 =
[H+] = [H 2SO4] × valensi = 0,002 × 2 = 0,004 M [H+] CH3COOH = [H+] H2SO4 Ka × 0,8 = 16 × 10–6 Ka = 2 × 10–5 Jadi, harga Ka CH3COOH adalah 2 × 10–5. [OH–] =
Kb × b
10–4
b.
= 3,4 × 10–2 ×
500 1.000
= 1,7 × 10–2 mol Massa = mol × M r = 1,7 × 10–2 × 50 = 0,85 gram Jadi, massa hidrazin adalah 0,85 gram. [OH–] =
3.
Kb × b
−5 3 × 10–3 = 1,8 × 10 × b –6 –5 9 × 10 = 1,8 × 10 × b b = 5 × 10 –1 mol/L mol = b × V air = 5 × 10–1 mol/L × 0,8 L = 0,4 mol
10
Larutan Asam-Basa
1,8 × 10−5 × [CH3 COOH]
= 1 × 60 = 60 g Jadi, massa CH 3COOH yang terbentuk adalah 60 gram. α =
−6
3,4 × = 3,4 × 10 × b 11,56 × 10–8 = 3,4 × 10–6 × b b = 3,4 × 10 -2 M Mol = b × volume
K a × [CH3 COOH]
[CH3COOH] = 2 M mol CH3COOH = [CH3COOH] × volume = 2 × 0,5 = 1 mol Massa CH3COOH = mol × M r CH3COOH
K a × 0,8 = 0,004
2.
[H+] =
4. a.
=
Ka [CH3 COOH] 1,8 × 10 −5 6 × 10 −3
= 0,0548 Jadi, derajat ionisasi CH 3COOH dalam larutan adalah 0,0548. 5. Rambut yang dikeramas menggunakan sampo sering tampak kering karena sampo bersifat basa. Untuk mengatasinya, sebaiknya menggunakan kondisioner setelah keramas dengan sampo. Kondisioner mengandung asam lemah, seperti asam sitrat sehingga dapat menetralkan kelebihan senyawa basa yang tertinggal dari pemakaian sampo dan melembutkan rambut kembali.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e Menurut Arrhenius, H2O bersifat netral karena dapat menghasilkan ion H+ dan OH– yang sama banyak. Teori asam-basa Arrhenius mempunyai kelemahan karena kurang mencakup pengertian yang luas. Dalam teori ini,pelarut yang digunakan harus berupa air. Meskipun airmerupakan pelarut universal, tetapi pelarut lain seperti alkohol, benzena, amonia cair, dan karbon tetraklorida juga sering digunakan. 2. Jawaban: e Arrhenius tidak mampu menjelaskan asam-basa + pada reaksi yang tidak melibatkan adanya ion H dan OH–. Misal pada reaksi berikut. HCl + KOH → KCl + H2O Sementara itu, reaksi ionisasi yang dapat dijelaskan menurut Arrhenius sebagai berikut. Reaksi ionisasi asam: HNO2 → H+ + NO2– H3PO4 → 3H+ + PO43– Reaksi ionisasi basa: NaOH → Na+ + OH– Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH– 3. Jawaban: d Menurut Arrhenius, dalam pelarut air asam akan menghasilkan ion hidrogen (H+) dan basa akan –). Pelarut hanya menghasilkan ion hidroksida (OH terbatas pelarut air saja. Jika pelarut bukan air dan – maka teori zat yang terurai tidak mengandung OH tersebut tidak berlaku. NH3 bersifat basa karena jika dalam air akan terurai menjadi ion NH 4+ dan OH–. KCl bersifat netralkarena merupakan garam dari basa kuat dan asam kuat. HCOOH bersifat asam karena dalam air melepaskan ion H +. Ba(OH) 2 dalam air bersifat basa karena melepaskan ion OH–. HBr dalam air bersifat asam karena melepaskan ion H+.
5. Jawaban: a HNO3(aq) + CH3COOH(aq) CH3COOH2+(aq) + NO3–(aq) Asam
Basa
Asam konjugasi
Basa konjugasi
Jadi, pasangan asam-basa konjugasi dalam reaksi tersebut yaitu HNO3 dengan NO3– serta CH3COOH dengan CH3COOH2+. 6. Jawaban: a Reaksi yang menunjukkan bahwa HPO42– bersifat basa sebagai berikut. HPO42– + H2O → H2PO4– + OH– Basa
Asam
Asam konjugasi
Basa konjugasi
Reaksi yang menunjukkan bahwa HPO42– bersifat asam sebagai berikut. HPO42– + H2O → PO43– + H3O+ Asam
Basa
Basa konjugasi
Asam konjugasi
7. Jawaban: c Reaksi: HCOOH + HClO4 HCOOH2+ + ClO4– HCOOH = basa Bronsted-Lowry karena dapat menerima proton = asam Bronsted-Lowry karena dapat memberikan proton HCOOH2+ = asam konjugasi dari HCOOH ClO4– = basa konjugasi dari HClO 4 HClO4
8. Jawaban: e Lewis mendefinisikan asam dan basaberdasarkan serah terima pasangan elektron. Asam adalah akseptor atau penerima pasangan elektron, sedangkan basa adalah donor atau pemberi pasangan elektron.
9. Jawaban: b Menurut Lewis, asam merupakan spesi yang dapat menerima (akseptor) pasangan elektron bebas, 4. Jawaban: d seperti BF3 (boron trifluorida). Sementara itu, basa Menurut Arrhenius, suatu larutan dikatakan adalah spesi yang mendonorkan pasangan mempunyai sifat basa jika dapat menghasilkan ion elektron bebas, seperti NH3. hidroksida (OH–) jika dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida +(NaOH) akan mengalami ionisasi menjadi Na dan OH– jika dilarutkan ke dalam air.
10. Jawaban: c Berdasarkan teori Lewis, NH3 merupakan basa karena mendonorkan pasangan elektron bebasnya kepada HCl. Sebaliknya, HCl merupakan asam karena menerima pasangan elektron bebas dari NH3.
Kimia Kelas XI
11
11. Jawaban: b Asam sitrat terdapat dalam buah jeruk, asam malat terdapat dalam buah apel, asam tanat terdapat dalam teh, asam butirat terdapat dalam margarin, 19. dan asam tartarat terdapat dalam anggur. 12. Jawaban: e Indikator alami adalah indikator yang berasal dari ekstrak atau sari tumbuhan dan bunga yang berada di lingkungan. Contoh indikator alami meliputi bunga sepatu, kulit manggis, kubis ungu, kunyit, dan bunga kana. 13. Jawaban: c Larutan natrium hidroksida (NaOH) merupakan larutan yang bersifat basa dan beracun. Sifat basa larutan natrium hidroksida dapat dibuktikan dengan cara mencelupkan kertas lakmus merah atau kertas lakmus biru ke dalam larutan tersebut. Apabila warna kertas lakmus yang dihasilkan adalah biru maka larutan tersebut bersifat basa.
17. Jawaban: b Metil merah: jingga → 4,4 ≤ pH ≤ 6,2 Bromtimol biru: kuning→ pH ≤ 6,0 Fenolftalein: tidak berwarna→ pH ≤ 8,3 Dengan demikian, pH larutan adalah 4,4 ≤ pH ≤ 6,0. 18. Jawaban: a Kunyit merupakan indikator alami yang memiliki ekstrak berwarna jingga tua atau oranye. Dalam kondisi asam, indikator kunyit akan berubah warna menjadi kuning. Dalam kondisi basa, indikator kunyit akan berubah warna menjadi merah. Jika indikator kunyit berubah warna menjadi kuning muda berarti larutan yang diuji bersifat asam kuat.
12
Larutan Asam-Basa
Reaksi tersebut menjadi: HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O() Senyawa X merupakan amonium klorida. Amonium klorida bersifat garam asam sehingga saat ditetesi ekstrak bunga bugenvil akan berwarna ungu.
Metil jingga, pH ≥ 4,4 → warna kuning Metil merah, pH ≥ 6,2 → warna kuning Bromtimol biru, 6,0≤ pH ≤ 7,6 → warna hijau Fenolftalein, pH ≤ 8,3 → tidak berwarna Jadi, warna indikator metil merah dan bromtimol biru dalam larutan dengan pH 6,8 adalah kuning dan hijau. Jawaban: a
[H+] dalam air adalah 10–7 mol/L. [H+] yang lebih kecil daripada 10–7 mol/L dimiliki oleh larutan basa karena larutan basa memiliki [OH–] lebih besar daripada [H+]. Dengan demikian, larutan yang mempunyai [H+] lebih kecil daripada [H+] dalam air adalah larutan KOH (1) dan NH4OH (2). Jus apel dan air jeruk bersifatasam, sedangkan larutan garam dapur bersifat netral.
22. Jawaban: c
Indikatortrayek metil merah mempunyai trayek pHAir 4,4–6,2 dengan warna merah hingga kuning. jeruk dengan pH = 6 akan menghasilkan warna di antara merah dengan kuning, yaitu jingga karena pH = 6 berada pada trayek 4,4 ≤ pH ≤ 6,2 yang mempunyai warna jingga. 23.
16. Jawaban: e Syarat utama zat sebagai indikatoradalah apabila dapat memberi warna yang berbeda pada suasana asam dan basa.
Jawaban: e
20. Jawaban: c pH larutan = 6,8
14. Jawaban: d 21. Suatu larutan dengan pH semakin kecil dari 7, menunjukkan bahwa larutan tersebut semakin meningkat derajat keasamannya. Sebaliknya, suatu larutan dengan pH semakin besar dari 7 menunjukkan bahwa larutan tersebut semakin meningkat derajat kebasaannya. Warna kertas indikator universal semakin tua menunjukkan bahwa derajat kebasaan suatu larutan semakin besar. 15. Jawaban: e
Asam kuat mempunyai pH mendekati 0. Dengan demikian, larutan yang diuji tersebut diperkirakan memiliki pH = 3.
Larutan basa mempunyai pH lebih besar daripada 7. Semakin kuat suatu larutan basa maka pH-nya semakin mendekati 14. Larutan basa kuat terionisasi sempurna dalam air sehingga mudah menghantarkan arus listrik. Jawaban: a
pH = 12 + log 5 pOH = pKw – pH = 14 – (12 + log 5) = 2 – log 5 pOH = –log [OH–] 2 – log 5 = –log [OH –] –log 5 × 10–2 = –log [OH–] [OH–] = 5 × 10 –2 [OH–] = valensi × MCa(OH) 2 5 × 10–2 = 2 × MCa(OH) 2 MCa(OH) = 2,5 × 10–2 2
Mol Ca(OH)2 = VCa(OH) × MCa(OH) 2
500
2
= 1.000 L × 2,5 × 10–2 M = 1,25 × 10–2 mol Massa Ca(OH)2 = mol Ca(OH)2 × Mr Ca(OH)2 = mol Ca(OH)2 × ((1 × Ar Ca) + (2 × Ar O) + (2 × Ar H)) g/mol
= 1,25 × 10–2 mol × ((1 × 40) + (2 × 16) + (2 × 1)) g/mol = 1,25 × 10–2 mol × 74 g/mol = 0,925 gram
mol NaOH +
Massa H 2SO 4 Mr H 2SO 4
=
Massa H 2SO 4 (2 × AH Sr×) (4 AO r) r )+ ×(1 A+
=
0,49 (2 × 1)+ ×(1 32) + × (4 16)
=
4)
2
2 + 32 + 64 0,49
Mol H 2SO 4 Volume H 2SO 4
[H+]
= a × valensi = 5 × pH = –log [H +] = –log 10–2 = 2 + log 1
=
10–3
5 × 10 −3 1
= 5 × 10–3
× 2 = 10–2 M
25. Jawaban: d 1) 0,1 mol KOH dalam 2 liter larutan mol KOH
MKOH = volume KOH =
0,1mol 2L
= 0,05 M
KOH → K+ + OH– [OH–] = [KOH] × valensi = 0,05 × 1 = 0,05 M –
2)
mol KOH
0,01 mol 1L
= 0,01 M
KOH → K+ + OH– [OH–] = [KOH] × valensi = 0,01 × 1 = 0,01 M pOH = –log [OH–] = –log 10–2 = 2 pH = pKw – pOH = 14 – 2 = 12 0,4 gram NaOH dalam 1 liter larutan Mol NaOH = = = =
5)
massa NaOH Mr NaOH massa NaOH + × (1 + (1× Ar Na) A×r O) (1 A r H) 0,4 gram ((1 × 23)+ ×(1 +16) × (1 1))g ram/mol
0,4 gram 40 gram/mol
mol Sr(OH)2 volume Sr(OH)2
=
0,1 mol 2L
= 0,05 M
Sr(OH)2 → Sr2+ + 2OH– [OH–] = [Sr(OH)2] × valensi = 0,05 × 2 = 0,1 M pOH = –log [OH–] = –log 10–1 =1 pH = pKw – pOH = 14 – 1 = 13 0,74 gram Ca(OH) 2 dalam 0,5 liter larutan mol Ca(OH)2 =
massa Ca(OH)2 Mr Ca(OH) 2
=
massa Ca(OH)2 + × (2 +A×r O) (2 A r H) (1× Ar Ca)
–2
pOH = –log [OH ] = –log 5 × 10 = 2 – log 5 pH = pKw – pOH = 14 – (2 – log 5) = 12 + log 5 0,01 mol KOH dalam 1 liter larutan MKOH = volume KOH =
3)
0,1 mol Sr(OH) 2 dalam 2 liter larutan MSr(OH) =
0,49
= 98 = 5 × 10–3 mol M H2SO4 =
= 0,01 M
–
NaOH → Na + OH [OH–] = [NaOH] × valensi = 0,01 × 1 = 0,01 M pOH = –log [OH–] = –log 10–2 = 2 pH = pKw – pOH = 14 – 2 = 12
24. Jawaban: a Mol H2SO4 =
0,01 mol 1L
MNaOH = volume NaOH =
=
0,74 gram × (2 1))g ram/mol ((1 × 40)+ ×(2 +16)
=
0,74 gram (40 + 32 + 2) gram/mol
=
0,74 gram 74 gram/mol
MCa(OH)2 = =
= 0,01 mol
mol Ca(OH)2 volume Ca(OH)2 0,01 mol 0,5 L
= 0,02 M
2+
Ca(OH)2 → Ca + 2OH– [OH–] = [Ca(OH)2] × valensi = 0,02 × 2 = 0,04 M pOH = –log [OH–] = –log 4 × 10–2 = 2 – log 4 pH = pKw – pOH = 14 – (2 – log 4) = 12 + log 4 Jadi, harga pH terbesar terdapat pada larutan 0,1 mol Sr(OH)2 dalam 2 liter larutan.
= 0,01 mol
Kimia Kelas XI
13
26. Jawaban: a mHCl = ρHCl × VHCl = 1,08 g/mL × 1 mL = 1,08 g Larutan HCl mengandung 18,25% beratHCl 18,25
= 100 × 1,08 g = 0,197 g Mol HCl =
massa HCl Mr HCl
mol HCl VHCl
MHCl =
=
0,197 g 36,5 g/mol
= 0,005 mol ×
= 0,005 mol
1.000 500
L = 0,01 M
+
[H ] = valensi × M HCl = 1 ×–20,01 = 10 pH = –log [H +] = –log 10–2 = 2
0,001 × 50 = M 2 × 200 M2 = 2,5 × 10–4 [H+] = a × valensi = 2,5 × 10–4 × 2 = 5 × 10–4 pH = –log [H +] = –log 5 × 10–4 = 4 – log 5 Jadi, pH larutan tersebut berubah dari 3 – log 2 menjadi 4 – log 5.
27. Jawaban: d [H+] = a × valensi = 0,2 × 1 = 0,2 M [H+] × [OH–] = Kw 0,2 × [OH–] = 10 –14 [OH–] =
1 0,2
× 10–14
= 5 × 10–14 Jadi, konsentrasi ion hidroksil (OH 5 × 10 –14 M.
31. Jawaban: c –)
adalah
28. Jawaban: d Larutan yang memiliki konsentrasi ion OH– lebih besar daripada konsentrasi ion H+ merupakan larutan basa. Kertas lakmus merah atau biru jika dimasukkan ke dalam larutan basa akan berwarna biru. Berdasarkan data tersebut, larutan yang bersifat basa yaitu larutan R (3) dan S (4). Sementara itu, larutan P dan T bersifat asam, sedangkan larutan Q bersifat netral. 29. Jawaban: a M1 = 5 M 2
V1 = 20 × 10–3 L = 10–4 L V2 = 2 L M1 × V 1 = M2 × V 2 5 × 10–4 = M2 × 2 M2 = 2,5 × 10–4 + [H ] = M2 × valensi = 2,5 × 10–4 × 1 = 2,5 × 10–4 pH = –log [H +] = –log 2,5 × 10–4 = 4 – log 2,5 Jadi, pH larutan yang terjadi adalah 4 – log 2,5.
14
Larutan Asam-Basa
30. Jawaban: a pH H2SO4 0,01 M [H+] = a × valensi = 0,001 × 2 = 0,002 M pH = –log [H +] = –log 2 × 10–3 = 3 – log 2 Air ditambahkan ke dalam H2SO4. V1 = 50 mL M1 = 0,001 M V2 = (150 + 50) mL = 200 mL M1 × V 1 = M2 × V 2
K1 =
[H+ ][HS − ] [H2S]
K2 =
[H+ ][S2 − ] [HS− ]
K
=K ×K total
1
2
=
[H+ ][HS − ] [H2S]
=
[H+ ][2 S2 − ] [H2S]
×
[H+ ][S2 − ] [HS − ]
32. Jawaban: c Sifat basa ditentukan oleh ion OH–. Oleh karena glikol tidak melepaskan ion OH– dalam air, glikol tidak bersifat basa, meskipun mempunyai 2 gugus –OH. 33. Jawaban: d Semakin kecil harga pH larutan, semakin kuat sifa t asam. Jadi, urutan tingkat keasaman dari yang paling rendah ke paling tinggi adalah hati ayam, darah, urine, susu, dan sari buah anggur atau 4), 2), 1), 3), dan 5). 34. Jawaban: b Kekuatan asam dapat dilihat dari harga pH. Semakin kecil pH, asam semakin kuat. Harga pH + yang asam lemah dihitung dari konsentrasi ion H dirumuskan dengan: [H+] = K a ⋅ M
Pada soal tersebut konsentrasi semua larutan +
dianggap sama yaitu 1 M sehingga [H] =
Ka .
[H+]HOCl =
–4 2,8 × 10 −8 = 1,6 × 10 –4 pH = –log 1,6 × 10 = 4 – log 1,6
1)
+
2,5 · 10–5 · 0,005 = 2,5 · 10 –7 · V2 V2 = 0,5 liter = 500 mL Jadi, volume larutan menjadi 500 mL. 38. Jawaban: b
–5
6,0 × 10 −10 = 2,4 × 10 pH = –log 2,4 × 10 –5 = 5 – log 2,4
2)
[H ]HCN =
3)
[H+]CH COOH = 3
–3 1,8 × 10 −5 = 4,2 × 10 pH = –log 4,2 × 10 –3 = 3 – log 4,2
[H+]C H COOH = 6,5 × 10 −5 = 8,1 × 10–3 6 5 pH = –log 8,1 × 10 –3 = 3 – log 8,1 Jadi, urutan kekuatan asam dari yang paling kuat ke yang paling lemah yaitu C 6 H 5 COOH, CH3COOH, HOCl, dan HCN.
Kb b
α=
20% =
Kb 0,5
0,2 =
Kb 0,5
4)
35. Jawaban: d 1) KOH 0,01 M [OH–] = [KOH] · valensi = 0,01 × 1 = 0,01 = 10–2 pOH = 2 pH = pKw – pOH = 14 – 2 = 12 2) HCOOH 0,1 M (K a = 10–5)
Kb
–2
2 × 10 = 0,5 Kb = 10–2 [OH–] =
Kb × b
10−2 × 0,5
=
= 50 × 10 −4 = 7,07 × 10–2 pOH = –log [OH –] = –log 7,07 × 10–2 = 2 – log 7,07
[H+] = Ka ⋅ a = 10−5 ⋅ 10−1 = 10–3 39. Jawaban: a pH = 3 pH = 4 Perbandingan pH larutan KOH : pH larutan HCOOH –log [H+] = –log 10 –4 ⇔ 12 : 3 ⇔ 4 : 1 [H+] = 10 –4 36. Jawaban: c NaOH merupakan basa kuat yang mudah larut dalam air. NH4OH merupakan basa lemah yang mudah larut dalam air. HCl merupakan asam kuat yang dapat terionisasi sempurna dalam air.2SO H 4 merupakan asam kuat yang dapat terionisasi sempurna dalam air. CH 3COOH merupakan asam lemah yang mudah larut dalam air.
[H+] =
Ka ⋅ a
10–4 =
Ka ⋅ a
–8
10 = Ka × a
37. Jawaban: d pH = 4 → [H+] = 10–4 +
[H ] = ⇔ 10–4 =
a=
⇔
Ka ⋅ a = 2,5 · 10–5 M
+
pH = 5 → [H ] = 10–5 +
[H ] = 10–5 = a=
Ka ⋅ a
α=
Ka a
0,1 =
Ka a
. . . (1)
10–2 = aa Ka = a × 10–2 . . . (2) Persamaan (1) dan (2): 10 −8 a 2
4 ⋅ 10−4 ⋅ a (10−5 )2 4 ⋅ 10−4
10 −8 a
K
4 ⋅ 10−4 ⋅ a (10−4 )2 4 ⋅ 10−4
Ka =
= 2,5 · 10–7 M
= a × 10–2 –6
aa = 10–3 M = 0,001 M = 10 Jadi, konsentrasi asam lemah tersebut adalah 0,001 M.
M1 · V 1 = M 2 · V 2
Kimia Kelas XI
15
40. Jawaban: c H2SO4 0,0005 M [H+] = a × valensi = 0,0005 × 2 = 0,001 = 10–3 M C6H5COOH 0,025 M [H+]
=
Ka × a
=
K a × 0,025
=
K a × 2,5 × 10 −2
Konsentrasi ion H+ dalam H SO = konsentrasi 2 4 ion H+ dalam C6H5COOH 10–3 =
K a × 2,5 × 10 −2
10–6 = Ka × 2,5 × 10–2 Ka = 4 × 10–5 Jadi, harga tetapan ionisasi asam benzoat adalah 4 × 10–5. B. Uraian
1. Na2O(s) + SO3(g) → Na2SO4(s) 2Na+O2–(s) + SO3(g) → 2Na+SO42–(s) 2– O O | | •• [ O ]2– + S – O ⎯→ O → S – O •• | | O O •
•
•
•
Pada reaksi di atas, Na 2O bertindak sebagai donor pasangan elektron bebas (basa) dan SO3 bertindak sebagai akseptor pasangan elektron bebas (asam). 2. a.
b.
H2PO3– dapat bersifat asam karena dapat menerima proton membentuk H3PO3. Reaksi: H2PO3– + H+ → H3PO3 H2PO3– dapat bersifat basa karena dapat melepaskan proton membentuk HPO32–. Reaksi: H2PO3– → HPO32– + H+ Jadi, H2PO3– dapat bersifat asam juga basa sehingga dapat dikatakan bersifat amfoter.
3. Air garam bersifat netral, air jeruk dan air soda bersifat asam, sedangkan obat mag cair bersifat basa. Dengan demikian, hasil uji larutan-larutan tersebut dengan kertas lakmus merah dan biru sebagai berikut.
16
Larutan Asam-Basa
Warna Kertas Lakmus Larutan
Air suling (H2O) Jus jeruk (asam sitrat) Obat mag cair (magnesium hidroksida) Air soda (asam karbonat)
Merah
Biru
Merah Merah Biru
Biru Merah Biru
Merah
Merah
4. Berdasarkan data pada tabel, perubahan warna pada indikator saat diujikan pada larutan dengan pH = 6,5 sebagai berikut. a. Dengan indikator fenolftalein larutan tidak berwarna. b. Dengan indikator bromkresol hijau, larutan berwarna biru. c. Den gan ind ika tor met il mer ah, lar uta n berwarna kuning. 5. pH larutan H2SO4 mula-mula [H+] = a × valensi = 0,02 × 2 = 0,04 M pH = –log [H +] = –log 4 × 10–2 = 2 – log 4 pH larutan HNO3 mula-mula
[H+] = a × valensi = 0,01 × 1 = 0,01 pH = –log [H +] = –log 10–2 =2
pH larutan campuran
Mcampuran = =
(MHNO 3 × VHNO × 3
valensi (M H2 SO 4 V H2SO 4 valensiH SO) +HNO) ×3 × 24 VHNO3 + VH2SO 4
× + 1) × × (0,01× 300 (0,02 200 2) 300 + 200
3+8
= 500 = 0,022 M = 2,2 × 10–2 M pH = –log 2,2 × 10 –2 = 2 – log 2,2 Jadi, pH H2SO4 mula-mula = 2 – log 4, pH HNO3 mula-mula = 2, dan pH larutan campuran = 2 – log 2,2. [H+]
6. Asam s ulfat da n asam kl orid a sama -sam a merupakan asam kuat. Meskipun mempunyai konsentrasi sama, pH keduanya tetap berbeda. Asam sulfat (H2SO4) mempunyai jumlah valensi asam 2, sedangkan asam klorida (HCl) mempunyai jumlah valensi asam hanya satu. Pada perhitungan pH asam kuat atau basa kuat, jumlah valensi berpengaruh.
7. pH = 12 + log 9 pOH = 14 – pH = 14 – (12 + log 9) = 2 – log 9 –log [OH–] = 2 – log 9 –log [OH–] = –log 9 × 10 –2 [OH–] = 9 × 10 –2 M [OH–] = b × valensi 9 × 10–2 = b × 1 b = 9 × 10 –2 M
9. pH = 4 – log 5 –log [H+] = –log 5 × 10 –4 [H+] = 5 × 10 –4 [H+] =
−4 5 × 10–4 = 2,5 × 10 × a –7 –4 ⇔ 2,5 × 10 = 2,5 × 10 × a ⇔ a = 10 –3 M Jadi, konsentrasi larutan HA sebesar 0,001 M.
⇔
mol
b = volume 9 × 10–2 =
10.
mol 0,5
mol = 4,5 × 10 –2 mol Mr =
massa mol
=
2,52 4,5 × 10 −2
8. HB H+ + B– H2A 2H+ + A2– Misal diambil [H+] dalam asam A = 10–3 maka [H+] dalam asam B = 10–5, sehingga: pH asam A = –log [H +] = –log 10–3 = 3 pH asam B = –log [H +] = –log 10–5 = 5 Jadi, perbandingan pH asam A dan B adalah 3 : 5.
Ka a
α=
0,01 =
Ka 0,1
10–4 =
Ka 10 −1
= 56
Jadi, massa molekul relatif senyawa basa tersebut 56.
Ka × a
Ka = 10–5 Jika diencerkan 10 kali: M1 × V 1 = M2 × V 2 0,1V1 = M2 × 10V1 0,1
M2 = 10 = 10–2 M α=
=
Ka a 10 −5 10 −2
= 10−3 = 10–1,5 Jadi, derajat ionisasinya menjadi 10–1,5.
Kimia Kelas XI
17
Titrasi Asam-Basa
Titrasi Asam dan Basa
• • •
•
• • • •
• •
18
Titrasi Asam-Basa
Netralisasi dan larutan standar Indikator asam-basa Persamaan titrasi dan grafik titrasi
Mengembangkan sikap kreatif dengan menerapkan ilmu yang diperoleh tentang titrasi asam basa dalam kehidupan seharihari. Menerapkan sikap mandiri dalam belajar dan berlatih soal-soal mengenai titrasi asam-basa. Mampu menjelaskan pengertian titrasi dan larutan standar serta kegunaannya. Mampu menjelaskan kegunaan indikator dalam titrasi beserta contoh-contohnya. Mampu menjelaskan stoikiometri larutan asam-basa dalam titrasi asam-basa serta kegunaannya dalam menentukan konsentrasi larutan asam/basa. Mampu merancang serta mendeskripsikan grafik titrasi asambasa. Melakukan percobaan titrasi asam-basa untuk menentukan konsentrasi dan kadar zat dalam larutannya serta membuat grafik titrasinya.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b Metil oranye yang ditambahkan ke dalam asam nitrat berfungsi sebagai indikator dalam titrasi. Indikator metil oranye akan berubah warna jika keadaan larutan berubah, yaitu asam nitrat (HNO 3 ) habis bereaksi dengan natrium hidroksida (NaOH). Kondisi ini disebut titik ekuivalen. Dengan penambahan NaOH, larutan yang semula asam berubah menjadi bersifat basa. Oleh karena itu, titrasi harus segera dihentikan. Dengan demikian, metil oranye bertujuan untuk mengetahui titik ekuivalen. 2. Jawaban: e Larutan standar merupakan larutan yang digunakan untuk menitrasi dan konsentrasinya sudah diketahui. Larutan standar dapat berupa larutan asam atau basa. Larutan standar primer dapat langsung digunakan karena konsentrasinya tidak berubah selama penyimanan. Larutan standar sekunder tidak dapat langsung digunakan dan harus dibakukan terlebih dulu karena konsentrasinya berubah selama penyimpanan. 3. Jawaban: b Titrasi antara larutan asam asetat dengan NaOH mempunyai titik ekuivalen di atas pH 7. Dengan demikian, indikator yang tepat untuk menentukan titik akhir titrasi adalah fenolftalein yang mempunyai trayek pH 8,2–10,2. Indikator timol biru, metil merah, metil oranye, dan bromfenol biru mempunyai trayek di bawah pH 7 sehingga tidak dapat menunjukkan titik ekuivalen dengan tepat.
5. Jawaban: c Titrasi dilakukan antara 20 mL asam HX sebagai titrat dan basa LOH 0,1 M sebagai titran. Volume LOH = 25 mL Volume HX = 20 mL MLOH = 0,1 M (V × M × n)LOH = (V × M × n)HX; n = 1 25 mL × 0,1 M = 20 mL × M
6. Jawaban: c MC
6H5COOH
MC
6 H5 COOH
= =
⎛ Massa ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ Mr ⎠
V ⎛ 30,5 g ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 122 g/ mol ⎠
0,25 L
=1M Mol ekuivalen C6H5COOH NaOH
= mol ekuivalen
V1 × M1 × n1 = V 2 × M2 × n2 10 × 1 × 1 = V 2 × 0,5 × 1 10
V 2 = 0,5 = 20 mL Jadi, volume NaOH yang diperlukan sebanyak 20 mL. 7. Jawaban: a MMg(OH) =
⎛ Massa ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ Mol ⎠
V
2
MMg(OH) =
⎛ 0,29g ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 58g/ mol ⎠
0,1L
2
4. Jawaban: b MKOH = 0,1 M
HX
M HX = 0,125 M Jadi, konsentrasi larutan asam HX sebesar 0,125 M.
= 0,05 M
V1(Mg(OH) 2) = 100 mL = 0,1 L
Volume rata-rata KOH =
17 + 18 + 19 3
Volume rata-rata H2SO4 =
= 18 mL
10 + 10 + 10 3
= 10 mL
(V × N)KOH = (V × N)H
2SO4
(V × M × n) KOH = (V × M × n)H
2SO4
18 mL × 0,1 M × 1 = 10 mL × M H2SO4 × 2 MH SO = 0,09 M 2
4
Jadi, konsentrasi H2SO4 sebesar 0,090 M.
M1(Mg(OH) 2)= 0,05 M nMg(OH)
2
=2
NMg(OH) = M × n 2 = 0,05 M × 2 = 0,1 V2(H 2SO 4) = 40 mL = 0,04 L (V1 × N1)Mg(OH)2 = (V2 × N2)H2SO4 0,1 × 0,1 = 0,04 × N 2 N 2 = 0,25 Jadi, normalitas H2SO4 adalah 0,25 N.
Kimia Kelas XI
19
8. Jawaban: c pH akhir = 12 + log 2 pOH = 14 – pH
Ca(OH) 2 + H2SO 4 m : 2,7 × 10 –3
(0,02 × M) – 2,7 × 10 –3 = 3 × 10 –4 0,02 × M = 3 × 10 –4 + 2,7 × 10–3 0,02 × M = 3 × 10 –3 M = 0,15 Vlarutan baku = 100 mL = 0,1 L
Mol HCl = 0,08 M × 0,25 L = 0,02 mol [basa] = [OH–] = 2 × 10–2 M –2
Mol sisa basa = [OH ] = 2 × 10 M Mol sisa basa = M × V tot ⇒ V tot = VHCl = 2 × 10–2 M × 0,25 L = 0,005 mol HCl
⎯→
NH4Cl + H2O
m : x 0,02 – – r: 0,02 0,02 0,02 0,02 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s :x 0,02 – – 0,02 0,02
Mol sisa basa = x – 0,02 = 0,005 x = 0,025 mol Volume NH3 = 0,025 × 22,4 = 0,56 L 9. Jawaban: b Titrasi antara KOH dan HNO3 merupakan titrasi antara basa kuat dengan asam kuat. Titrasi ini mempunyai ekuivalen di basa sekitar pH 7. pH Larutan awaltitik (KOH) bersifat sehingga larutan tinggi. Seiring dengan penambahan HNO 3, pH semakin turun dengan elevasi di sekitar pH 7. Grafik yang tepat untuk menggambarkan titrasi ini ditunjukkan oleh grafik b. 10. Jawaban: b pH = 3 – log 6 –log [H+] = –log 6 × 10 –3 [H +] = 6 × 10 –3 Vtotal = VCa(OH) + VH SO 2
2
–
– 2,7 × 10–3
–log [OH–]= –log 2 × 10 –2 [OH –] = 2 × 10 –2
NH4OH +
CaSO 4 + 2H 2O
–
r : 2,7 × 10 –3 2,7 × 10–3 2,7 × 10–3 2,7 × 10–3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 s : – 0,02×M 2,7×10 2,7 × 10–3
= 14 – (12 + log 2) = 2 – log 2
–
→
0,02 × M
4
= (30 + 20) mL = 50 mL = 0,05 L
Massa H SO dalam larutan baku 2 = mol × M r
4
= (M × V) × Mr = (0,15 × 0,1) × 98 = 1,47 Jadi, massa H2SO4 yang terlarut dalam 100 mL larutan baku sebanyak 1,47gram. B. Uraian
1. Titik ekuivalen adalah keadaan saat asam tepat habis bereaksi dengan basa. Pada titik ekuivalen, mol ekuivalen asam tepat sama dengan mol ekuivalen basa. Sementara itu, titik akhir titrasi merupakan titik ketika titrasi dihentikan. Titik akhir titrasi dipilih dengan bantuan indikator. Titik akhir titrasi biasanya dipilih sedekat mungkin dengan titik ekuivalen, yaitu saat terjadi perubahan warnaatau larutan. Titik akhir titrasi dapat berada sebelum sesudah titik ekuivalen tercapai. 2.a .
(V×N)
NaOH
= (V × N)HCl
(V × M × n) NaOH = (V × M × n)HCl 25 mL × 0,1 M × 1 = V HCl × 0,1 × 1 V HCl = 25 mL Jadi, volume titran HCl yang diperlukan sebanyak 25 mL. Titik ekuivalen berada di sekitar pH 7 karena titrasi antara asam kuat dengan basa kuat. Grafik titrasinya sebagai berikut. pH
Mol Ca(OH)2 = 0,09 M × 0,03 L = 2,7 × 10–3 mol Mol H2SO4 = 0,02 L × M = 0,02 × M [asam] = [H +] = 6 × 10–3 M
7
Mol sisa asam = [H +] × Vtotal = 6 × 10 –3 M × 0,05 L = 3 × 10 –4 mol
20
Titrasi Asam-Basa
25
VHCl (mL)
b.
(V × M × n)
NH4OH
= (V × M × n)H
20 mL × 0,05 M × 1 = V H
2SO4
VH
2SO4
2SO4
= 3,375 mmol × Mr = 3,375 mmol × 74 mg/mmol
= 50 mL
Jadi, volume titran H 2SO4 yang diperlukan sebanyak 50 mL. Titik ekuivalen berada di kisaran pH di bawah 7 karena titrasi antara basa lemah dengan asam kuat. Grafik titrasinya sebagai berikut. pH
7
50
3. 2H3PO4 + 3Ca(OH)2
Massa Ca(OH)2 = mol × Mr
× 0,01 M × 2
⎯→
VHCl (mL)
Ca3(PO4)2 + 6H2O
= 249,75 mg Jadi, massa Ca(OH)2 dalam larutan 249,75 mg. 4. Di dalam mu lut te rdapat bakter i yang menguraikan sisa makanan yang menempel di gigi. Bakteri-bakteri ini menghasilkan senyawa asam di dalam mulut yang dapat mengakibatkan kerusakan gigi. Sementara itu, pasta gigi mengandung senyawa basa seperti natrium bikarbonat dan kalsium karbonat. Saat kita menggosok gigi menggunakan pasta gigi, senyawa asam di dalam mulut akan dinetralkan oleh senyawa basa dari pasta gigi. 5. Berat tablet = 0,62 gram Mr aspirin = 180 V aspirin = 25 mL V NaOH = 30 mL N NaOH = 0,1 N
Mol ekuivalen Ca(OH)2 =
3 2
mol ekuivalen H3PO4
V1 × M1 × n =
3 2
(V2 × M2 × n)
50 × M1 × 2 =
3 2
(30 × 0,05 × 3)
30 mL × 0,1 N = 25 mL × N aspirin N aspirin = 0,12 N
100 × M1 =
3 2
(4,5)
N aspirin =
100 × M1 = 6,75 M = 1
2
mol V
⇒
maspirin Mr
maspirin
×
1.000 V (mL)
×
1.000 25
6,75
0,12 N =
100
m aspirin = 0,54 gram
M 1 = 0,0675 M MCa(OH) =
(V × N)NaOH = (V × N)aspirin
mol = M × V
Mmol Ca(OH)2 = 0,0675 M × 50 mL Mmol Ca(OH)2 = 3,375 mmol
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b Indikator ditambahkan sesedikit mungkin ke titrat karena indikator mampu mengubah pH larutan. Indikator bersifat asam lemah sehingga penambahannya ke dalam titrat menurunkan pH titrat ke arah asam. Hal ini memengaruhi titik ekuivalen titrasi dan perhitungan konsentrasi titrat.
180
×n ×1
Kadar aspirin dalam tablet =
maspirin m tablet
× 100%
0,54
= 0,62 × 100% = 87,09% Jadi, kadar aspirin dalam tablet sebesar 87,09%.
2. Jawaban: b Larutan netral dapat diperoleh dari campuran antara larutan asam dengan larutan basa jika mol ekuivalen keduanya sama. CH3COOH merupakan asam lemah sehingga penetralannya membutuhkan basa, misal NaOH, Ba(OH)2, dan KOH dengan jumlah mol ekuivalen yang sama. Mol ekuivalen CH3COOH= V × M × n = 20 mL × 0,01 M × 1 = 0,2
Kimia Kelas XI
21
Mol ekuivalen NaOH = V × M × n = 10 mL × 0,02 M × 1 = 0,2 Mol ekuivalen Ba(OH)2 = V × M × n = 20 mL × 0,1 M × 2 =4 Mol ekuivalen KOH = V × M × n = 25 mL × 0,01 M × 1 = 0,25 Larutan HNO 3 dan HCOOH berturut-turut merupakan larutan asam kuat dan asam lemah. Penambahan satu dari kedua larutan tersebut ke dalam CH 3COOH tidak menetralkan larutan, hanya mengubah pHCH larutan. Jadi, larutan netral diperoleh jika 20 mL 3COOH 0,01 M ditambah 10 mL NaOH 0,02 M. 3. Jawaban: a VCH
= 25 mL
3COOH
51 + 49 + 50 3
Vrata-rata KOH = MKOH
= 50 mL
= 0,01 M
(V × M × n) KOH = (V × M × n)CH
3COOH
50 mL × 0,01 M × 1 = 25 mL × M CH COOH × 1 3 MCH COOH = 0,02 M 3
Jadi, konsentrasi cuka sebesar 0,02 M.
Mol ekuivalen HCOOH = 25 × 0,1 × 1 = 2,5 Mol ekuivalen KOH = 25 × 0,05 × 1 = 1,25
5)
Mol ekuivalen CH3COOH = 25 × 0,05 × 1 = 1,25 Mol ekuivalen NaOH = 25 × 0,1 × 1 = 2,5
Jadi, campuran larutan asam dan basa yang menghasilkan larutan netral terjadi pada campuran 25 mL HNO3 0,1 M + 25 mL Ca(OH)2 0,05 M. 6. Jawaban: e Titrasi antara NH3 dengan HCl merupakan titrasi basa lemah dengan asam kuat. Titrasi ini mempunyai titik ekuivalen di bawah pH 7 karena terbentuk NH 4Cl yang bersifat asam. Indikator yang tepat untuk mengetahui titik ekuivalen titrasi ini adalah metil merah yang mempunyai trayek pH 4,2–6,2. Bromtimol biru dan fenolftalein mempunyai trayek pH di atas 7. Jika menggunakan indikator ini, larutan akan berubah warna sebelum titik ekuivalen tercapai. Metil kuning dan bromfenol biru mempunyai trayek pH di bawah pH 7 dan cenderung sangat asam. Apabila menggunakan indikator ini, perubahan warna baru terjadi jauh setelah titik ekuivalen. 7. Jawaban: a Massa KOH = 2,8 gram Mol KOH =
4. Jawaban: c VCH
3 COOH
= 15 mL
= 0,05 mol
0,25 L
[NaOH] = 0,1 M
3
(15 × M × 1) = (30 × 0,1 × 1) = 0,2 M
Jadi, konsentrasi asam yang dititrasi 0,2 M. 5. Jawaban: b Campuran antara larutan asam dan larutan basa akan bersifat netral apabila mol ekuivalen asam sama dengan mol ekuivalen basa. Jumlah mol ekuivalen tiap-tiap larutan sebagai berikut. 1) Mol ekuivalen HCl = 25 × 0,05 × 1 = 1,25 Mol ekuivalen Mg(OH)2 = 25 × 0,1 × 2 = 5 2)
Mol ekuivalen HNO 3 = 25 × 0,1 × 1 = 2,5 Mol ekuivalen Ca(OH)2 = 25 × 0,05 × 2 = 2,5
3)
Mol ekuivalen H 2SO4 = 25 × 0,1 × 2 = 5 Mol ekuivalen Ba(OH)2 = 25 × 0,05 × 2 = 2,5
Titrasi Asam-Basa
2,8 g 56 g/mol
KOH + HCl ⎯→ KCl + H2O
Valensi NaOH = 1 (V × M × valensi)CH COOH = (V × M × valensi) NaOH 30 × 0,1 × 1 15 × 1
=
Molaritas KOH = 0,05 mol = 0,2 M
[CH 3COOH] = ? V NaOH = 30 mL
M=
Massa Mr
Volume KOH = 250 mL = 0,25 L
Valensi CH3COOH = 1
22
4)
(V × M)KOH = (V × M)HCl 20 × 0,2 = 40 × M HCl MHCl = 0,1 Jadi, konsentrasi HCl yang digunakan untuk menetralkan 25 mL KOH sebesar 0,1 M. 8. Jawaban: a V KOH = 50 mL pH KOH = 12 + log 5 pOH = 14 – (12 + log 5) = 2 – log 5 –log [OH–] = –log 5 × 10 –2 [OH –] = 5 × 10 –2 M [OH –] = M KOH = 5 × 10 –2 Mol KOH = V × M = 50 mL × 5 × 10 –2 M = 2,5 mmol
Mol ekuivalen KOH = mmol × n = 2,5 × 1 = 2,5 mmol Larutan KOH 2,5 mmol dapat tepat dinetralkan oleh larutan asam dengan jumlah mol ekuivalen yang sama. 1)
2)
25 mL H 2SO4 0,05 M Mol ekuivalen H2SO4 = 25 × 0,05 × 2 = 2,5 mmol 25 mL HNO 3 0,05 M Mol ekuivalen HNO3 = 25 × 0,05 × 1 = 1,25 mmol
3)
25 HCl 0,05HCl M = 25 × 0,05 × 1 MolmL ekuivalen = 1,25 mmol
4)
50 mL HCN 0,1 M Mol ekuivalen HCN = 50 × 0,1 × 1 = 5 mmol
5)
50 mL H 2S 0,1 M Mol ekuivalen H2S= 50 × 0,1 × 2 = 10 mmol Jadi, larutan yang dapat tepat menetralkan 50 mL KOH dengan pH 12 + log 5 adalah 25 mL larutan H2SO4 0,05 M. 9. Jawaban: c VH SO = 75 mL 2
[H +] = 6 × 10 –3 =
VKOH
[H2SO4]sisa =
mol sisa Vtotal
=
0,07 5 mmo l 150 mL
= 5 × 10–4
[H+] = [H2SO4] × valensi [H+] = 5 × 10 –4 × 2 = 1 × 10 –3 pH = –log [H +] = –log (1 × 10–3) = 3 Jadi, pH larutan hasil titrasi sebesar 3. 10. Jawaban: a Titik ekuivalen titrasi antara CH 3COOH 0,1 M (asam lemah) dengan KOH 0,1 M (basa kuat) terjadi pada kisaran pH = 8–10. Indikator yang tepat untuk menunjukkan titik ekuivalen ini adalah fenolftalein karena mempunyai kisaran pH sama dengan titik ekuivalen. 11. Jawaban: c VBa(OH) = 25 mL 2
MBa(OH) = 0,01 M 2
Mol Ba(OH)2 = V × M = 25 mL × 0,01 M = 0,25 mmol VHCl = 50 mL MHCl = 0,01 M Ba(OH)2 + 2HCl
–log [H+] = –log 6 × 10 –3 [H+ ] 2
+
2SO4
= (75 + 75) mL = 150 mL
Mol HCl = V × M = 50 mL × 0,01 M = 0,5 mmol
4
pH H2SO4 = 3 – log 6
[H 2SO 4] =
Vtotal = V H
6·10 2
−3
= 3 × 10 –3
Mol H2SO4 = V × M = 75 mL × 3 × 10 –3 M = 0,225 mmol VKOH = 75 mL
→
BaCl2 + 2H2O
Larutan tepat bereaksi membentuk larutan netral. Jadi, larutan mempunyai pH 7. 12. Jawaban: a MKOH = 9 gram Mr K OH
pH KOH = 11 + log 4 pOH = 14 – (11 + log 4) pOH = 3 – log 4 –log [OH–] = –log 4 × 10 –3 [OH –] = 4 × 10 –3 [KOH] = [OH –] = 4 × 10 –3 Mol KOH = V × M = 75 mL × 4 × 10 –3 M = 0,3 mmol H2SO4+ 2KOH
→
m : 0,25 0,5 – – r : 0,25 0,5 0,25 0,5 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s : – – 0,25 0,5
= 36 g/mol
Mol KOH = MKOH =
9 gram 36 g/mol
mol volume
=
= 0,25 mol
0,25 mol 0,5 L
= 0,5 M
(V × M × n)KOH = (V × M × n) HNO 3 20 mL × 0,5 M × 1 = 100 mL × M HNO × 1 3 MHNO = 0,1 M 3 Jadi, konsentrasi larutan HNO 3 sebesar 0,1 M. K2SO4 + 2H 2O
Mula-mula : 0,225 0,3 – – Reaksi : 0,15 0,3 0,15 0,3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 0,075 – 0,15 0,3
13. Jawaban: c Ba(OH) 2 (aq) + H 2 SO 4 (aq) 2H 2O()
→
BaSO 4 (s ) +
Massa BaSO4 = 1,165 gram Mr BaSO4 = 233 g/mol
Kimia Kelas XI
23
15. Jawaban: d Mol Ba(OH)2 = V × M = 30 mL × M = (30 × M) mmol
1,165 g
Mol BaSO4 = 233 g/mol = 0,005 mol Perbandingan mol Ba(OH)2 : H 2SO4 : BaSO 4 =1:1:1
Mol H2SO4 = V × M = 20 mL × 0,015 M = 0,3 mmol
Mol Ba(OH)2 = mol H2SO4 = mol BaSO4
Ba(OH)2 + H2SO4
Mol Ba(OH)2 : mol H2SO4 = 1 : 1 (V1 × M1 × n1) : (V2 × M2 × n2) = 1 : 1 0,1V1 : 0,2V2 = 1 : 1 V1 : 2V2 = 1 : 1
= 30 mL × 0,04 M = 1,2 mmol Ba(OH)2
V 1 = 2V 2
2
2SO4
2SO4
= 2VH
2SO4
:
VH
2SO4
=2:1 Jadi, perbandingan antara volume Ba(OH) dengan H2SO4 adalah 2 : 1. 14. Jawaban: e V HCl =10 mL pH HCl –log [H+] [H +] [H +]
= 2 – log 5 = –log 5 × 10 –2 = 5 × 10 –2 = M × valensi
5 × 10–2 = M × 1 M = 5 × 10 –2
[OH –] = 10 –2 [OH –] = M × valensi
2
BaCl2 + 2H2O
16. Jawaban: a V NaOH = 50 mL M NaOH = 0,01 M
2
MH
4
2SO4
= 0,01 M
Mol H2SO4 = V × M = 50 × 0,01 = 0,5 mmol 2NaOH +
H 2SO4
10 × (5 × 10–2) × 1 = V 2 × (1 × 10–2) × 1 0,5 10 −2
V 2 = 50 Jadi, volume KOH yang diperlukan sebanyak 50 mL.
→
Na2SO4 + 2H2O
m: 0,5 0,5 – – r : 0,5 0,25 0,25 0,5 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s : – 0,25 2SO4
HCl + KOH ⎯→ KCl + H2O (V1 × M1 × n1)HCl = (V 2 × M2 × n2)KOH
Titrasi Asam-Basa
→
Sisa mol Ba(OH)2 = (30 × M – 0,3) – 0,6 = 0 = 30 × M – 0,9 = 0 Konsentrasi Ba(OH)2: 30 × M – 0,9= 0 30 × M = 0,9 M = 0,03 Jadi, konsentrasi Ba(OH)2 sebesar 0,03 M.
Vtotal = VNaOH + VH
10–2 = M × 1 M =1 0–2
24
2HCl
Mol NaOH = V × M = 50 × 0,01 = 0,5 mmol VH SO = 50 mL
pH KOH = 12 pOH = 14 – 12 pOH = 2 –log [OH–] = –log 10 –2
V2 =
+
m :3 0,3 M –×0 1,2 – – r : 0,6 1,2 0,6 1,2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s : (30×M–0,3)–0,6 – 0,6 1,2
VBa(OH) = 2VH 2
BaSO4 + 2H2O
Mol HCl = V × M
(V1 × 0,05 × 2) : (V 2 × 0,1 × 2) = 1 : 1
VBa(OH) : V H
→
m : M×30 0,3 – – r : 0,3 0,3 0,3 0,6 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s :3 × M 00,3 – – 0,3 0,6
= 0,005 mol
= (50 + 50) mL = 100 mL MH
2SO4
=
mol sisa H2SO4 Vtotal
=
0,25 mmol 100 mL
= 2,5 × 10–3 M [H +] = MH
2SO4
× valensi
= 2,5 × 10–3 × 2 = 5 × 10–3 M
pH = –log [H +] = –log 5 × 10–3 M = 3 – log 5 Jadi, pH larutan hasil campuran adalah 3 – log 5. 17. Jawaban: b (V1 × N1)NaOH = (V2 × N2)H
Oleh karena H 2C2O4·2H 2O dapat menetralkan NaOH, mol ekuivalen H 2 C 2 O 4 ·2 H 2 O = mol ekuivalen NaOH. Valensi H2C2O4·2H2O = 2 Valensi NaOH = 1 Mol ekuivalen H 2C2O4·2H2O = mol ekuivalen NaOH (V1 × M1 × n1)H
2C2O4·2H2O
2SO4
V 1 × M 1 × n1 = V 2 × M 2 × n2 mmol1 × n1 = V 2 × M2 × n2
M 2 = 0,2
mmol1 × 1 = 20 × 0,1 × 2 mmol 1 = 4 mmol Mol NaOH = 4 × 10–3 mol Massa NaOH = mol NaOH × M r NaOH = 4 × 10–3 mol × (23 + 16 + 1) g/mol = 4 × 10–3 mol × 40 g/mol = 0,16 gram Kadar NaOH dalam cuplikan =
massa NaOH massa cuplikan
=
0,16 0,5
× 100%
H3PO4
→
HPO42– + 2H+
Titik ekuivalen antara NaOH dengan H3PO4 saat berubah menjadi ion HPO42–: V1 × M1 × n = V 2 × M2 × n
M 2 = 0,075
× 100%
≈
0,07
Jadi, konsentrasi larutan H3PO4 sebesar 0,07 M.
Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan sebanyak 32%.
20. Jawaban: c Konsentrasi larutan HCOOH =
18. Jawaban: d →
Konsentrasi NaOH sebesar 0,2 M. Reaksi dengan NaOH tepat mengubah H PO 3 4 menjadi HPO42–, berarti valensi H 3PO4 = 2.
15 × 0,2 × 1 = 20 × M 2 × 2 3 = 40 × M 2
= 32%
H2SO4
= (V2 × M2 × n2)NaOH
10 × 0,05 × 2 = 5 × M 2 × 1 1=5×M2
pH = 2
→
+
[H+]
=
10–2
M =
−2
[H ] = 102 [H2SO4] = valensi
= 5 × 10–3 M
(mol × valensi)C
3H5(OH)3
volume 2,3gram 46 g/mol
= (mol × valensi)H
MassaC 3H5 (OH)3 MC r 3H5 (OH) 3
×1=M×V×2
Massa C3H5 (OH)3 92
= (5 × 10–3) × 4 × 2
Jadi, massa C3H5(OH)3 3,68 gram. 19. Jawaban: b Mol H2C2O4·2H2O= =
MassaH 2C2O 4 ·2H2O Mr2HC 2O 4·2HO 2
0,63 g 126 g/mol
= 0,005 mol
=
m Mr
= 0,25L = 0,2 M
Mr C3H5(OH)3 = 92
M H2C2O4·2H2O =
mol volume
mol V 0,005 mol 0,1L
= 0,05 M
2SO4
MNaOH = 0,2 M Misal volume larutan HCOOH yang diperlukan sebanyak x mL, volume NaOH = (100 – x) mL. Larutan yang terbentuk netral sehingga mol HCOOH = mol NaOH. (V × M × n)HCOOH = (V × M × n) NaOH x mL × 0,2 M × 1 = (100 – x) mL × 0,2 M × 1 0,2x = 20 – 0,2x 0,4x = 20 x=
20 0,4
x = 50 Volume HCOOH = x mL = 50 mL Volume NaOH = (100 – x) mL = 100 – 50 = 50 mL Jadi, volume HCOOH dan NaOH yang diperlukan berturut-turut 50 mL dan 50 mL.
Kimia Kelas XI
25
21. Jawaban: b Standardisasi NaOH: (V × M × n)NaOH = (V × M × n) H
2C2O4
Mol ekuivalen H2SO4= mol ekuivalen Ca(OH)2 (V × M × n)H SO = (V × M × n) Ca(OH)
50 mL × M NaOH × 1 = 20 mL × 0,1 N MNaOH = 0,04 M
2
Titrasi asam HX: (V × M × n) HX = (V × M × n) NaOH 25 mL × MHX × 1 = 12,5 mL × 0,04 M × 1 M HX = 0,02 M Jadi, konsentrasi asam HX dalam sampel sebesar 0,02 M.
MNaOH = 0,05 M R–COOH + NaOH → R – COONa + H2O Mol R–COOH = mol NaOH Mol R–COOH = 25 × 0,05 Mol R–COOH = 1,25 mmol
1,25 mmol =
Massa Mr 110 mg Mr
Mr = 88 g/mol
R = 43 R merupakan alkil yang mempunyai rumus umum CnH2n + 1. Jika Ar C = 12 dan A r H = 1, untuk M r sejumlah 43 maka R = C 3H7. Jadi, asam organik yang dimaksud adalah C3H7COOH. 23. Jawaban: a MHCl = 0,01 M pH NH4OH = 12 + log 5 pOH = 14 – pH pOH = 14 – (12 + log 5) pOH = 2 – log 5 –log [OH–] = 2 – log 5 [OH –] = 5 × 10 –2 = 0,05 M Mol HCl = mol NH4OH 4OH
4 OH
NH4OH
× 0,05 M × 1
= 5 mL
Jadi, volume NH4OH yang diperlukan sebanyak 5 mL.
26
Titrasi Asam-Basa
5 mmol × Mr = 5 mmol × 74 mg/mmol = 370 mg = 0,37 gram Jadi, massa Ca(OH) 2 terlarut sebanyak 0,37 gram.
penambahan kuat. Bentuk grafik seperti ini merupakanasam ciri khas grafik titrasi basa lemah oleh asam kuat. Titik ekuivalen titrasi ini terjadi pada pH di bawah 7. Pada titik ekuivalen, mol basa sama dengan mol asam. Indikator yang sesuai untuk titrasi ini adalah metil merah dengan trayek 6,2–4,2. Bromfenol mempunyai trayek pH 3,0–4,6. Indikator bromfenol mengubah warna larutan jauh setelah titik ekuivalen tercapai sehingga titik akhir titrasi tidak akurat. 26. Jawaban: c V KOH = 100 mL pH KOH = 11 pOH = 14 – 11 = 3 –log [OH–] = –log 10 –3 [OH –] = 10 –3
(V × M × n)HCl = (V × M × n)NH VNH
2
25. Jawaban: e Dari grafik terlihat titrasi dilakukan antara basa lemah (titrat) dengan asam kuat (titran). Hal ini ditunjukkan oleh grafik yang dimulai pada pH tinggi yang merupakan pH basa. Awal grafik terlihat landai, lalu pH turun drastis karena
Mr R–COOH = 88 g/mol Mr R + (Ar C + (2 × Ar O) + Ar H) R + (12 + (2 × 16) + 1)= 88
25 mL × 0,01 M × 1 = V
4
50 × 0,02 × 2 = 100 × M × 2 2 = 200 × M MCa(OH) = 0,01 2 Pengenceran: V1 × M1 = V 2 × M2 20 × M1 = 100 × 0,01 M 1 = 0,05 M Mol larutan awal = M × V = 0,05 M × 100 mL = 5 mmol Massa Ca(OH)2 dalam 100 mL larutan awal:
22. Jawaban: c Massa R–COOH = 0,11 g = 110 mg VNaOH = 25 mL
Mol R–COOH =
24. Jawaban: c Reaksi penetralan yang terjadi sebagai berikut. H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O
[KOH] =
[OH− ] valensi
=
10 −3 1
= 10–3 M
Larutan akhir mempunyai pH = 7, berarti terbentuk larutan netral. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. CO2(g) + 2KOH(aq) ⎯→ K2CO3(aq) + H2O()
1 2
mol CO2 yang bereaksi = mol KOH yang bereaksi =
1 2
× 100 mL × 10 –3 M
= 0,05 mmol Volume CO2 (25°C, 1 atm) = mol × 22,4 L = 0,05 mol × 22,4 L = 1,12 L Jadi, volume gas CO 2 yang dialirkan sebanyak 1,12 L. 27. Jawaban: d Mol KOH = 24,5 mL × 0,02 M
29. Jawaban: a Massa sampel = 2 gram Volume larutan CaCO3 awal = 400 mL = 0,4 L Volume larutan CaCO3 titrasi = 20 mL M HCl = 0,1 M V HCl = 8 mL Reaksi saat pelarutan dan titrasi sebagai berikut. CaCO3 + H2O → Ca(OH)2 + CO2 Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O Saat titrasi: mol ekuivalen Ca(OH)2 = mol ekuivalen HCl (V × M × n)Ca(OH) = (V × M × n)HCl 2
= 0,49 mmol Mol C2H5COOH= 20 mL × M = 20 × M mmol C2H5COOH + KOH
→
C2H5COOK + H2O
m : M×20 0,49 – – r: 0,49 0,49 0,49 0,49 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s : – – 0,49 0,49
Konsentrasi C2H5COOH= 20 × M = 0,49 M=
0,49 mmol 20 ml
20 mL × M × 2 = 8 mL × 0,1 M × 1 MCa(OH) = 0,02 M 2
Konsentrasi larutan Ca(OH)2 = 0,02 M Mol Ca(OH)2 = volume × MCa(OH)
2
= 0,4 L × 0,02 M = 8 · 10–3 mol Mol CaCO3 = mol Ca(OH) 2 = 8 · 10–3 mol Massa CaCO3= mol × M r = 8 · 10–3 mol × 100 g/mol = 0,8 gram
= 0,0245 M Jumlah mol C2H5COOH dalam 250 mL larutan: 0,0245 M × 250 mL = 6,125 mmol Massa C2H5COOH dalam cuplikan: n × M r = 6,125 mmol × 74 g/mol = 453,25 mg = 0,453 gram Massa cuplikan =
100 84
× 0,453 = 0,54 gram
Jadi, massa sampel yang dilarutkan sebanyak 0,54 gram. 28. Jawaban: b Reaksi CaO dengan HCl: CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O Mol CaO =
1 2
× mol ekuivalen HCl
=
1 2
× (100 mL × 0,25 M × 1)
= 12,5 mmol = 1,25 · 10–2 mol Massa CaO= mol × Mr
Kadar CaCO3 dalam sampel = =
massa CaCO3 massa sampel 0,8 gram
× 100%
× 100%
2 gram
= 40%
Jadi, kadar CaCO3 dalam sampel sebesar 40%. 30. Jawaban: b Mol kristal natrium karbonat =
massa Mr
=
14,3 g y g/mol
Na2CO3·xH2O(s) + H2O()
⎯→ Na CO (aq) 2 3 Jumlah mol larutan HCl yang ditambahkan
= V × M = 0,5 L × 0,2 M = 0,1 mol Reaksi penetralan antara Na2CO3 dengan HCl. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2CO3(aq) m :
14,3 y
0,1
–
–
r : 0,05 0,1 0,1 0,05 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s :– – 0,1 0,05
= 1,25 · 10–2 mol × 56 gram/mol = 0,7 gram Jadi, massa CaO sebanyak 0,7 gram.
Kimia Kelas XI
27
Jumlah mol Na 2CO3 yang bereaksi =
14,3 y
– 0,05
4. a.
=0 14,3 y
= 0,05
y =
14,3 0,05
= 286
Mr Na2CO3·xH2O = 286 (2 × Ar Na) + (1 × A r C) + (3 × Ar O) + (2x × Ar H) + (x × A r O ) = 286 (2 × 23) + (1 × 12) + (3 × 16) + (2x × 1) + (x × 16) = 286 106 + (2x) + (16x) = 286 18x = 180 x = 10 Jadi, jumlah molekul air pada molekul kristal natrium karbonat ada 10.
10
b.
c.
B. Uraian
1. Titrasi asam-basa merupakan reaksi penetralan. Oleh karena itu, asam yang belum diketahui konsentrasinya dititrasi dengan larutan basa yang telah diketahui konsentrasinya. Titrasi dilakukan dengan bantuan indikator yang menunjukkan titik ekuivalen titrasi. Saat titik ekuivalen terjadi, mol ekuivalen asam sama dengan mol ekuivalen basa. Dengan mengetahui jumlah basa yang diperlukan hingga titik ekuivalen, konsentrasi asam dapat ditentukan. 2. a. b.
pH 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
5.
30
40
VCH COOH = 30 mL 3 MCH COOH = 0,05 M 3
Mol CH3COOH = V × M = 30 mL × 0,05 M = 1,5 mmol M NaOH = 0,06 M VNaOH berlebih = 30 mL
NH4OH(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) + H2O()
Saat titik ekuivalen tercapai,
VNH4OH = 25 mL VHCl = 15 mL
Mol ekuivalen CH3COOH = mol ekuivalen NaOH (M × V × n) CH COOH = (M × V × n) NaOH 3
30 × 0,05 × 1 = 0,06 × V NaOH × 1
MHCl = 0,03 M Mol ekuivalen NH4OH = mol ekuivalen HCl (V × M × n) NH OH = (V × M × n)HCl 4
25 mL × M × 1 = 15 mL × 0,03 M × 1 MNH OH = 0,018 M 4
Konsentrasi NH4OH sebesar 0,018 M. 3. Padat an NaO H meru pakan zat yang be rsifa t higroskopis (menyerap air). Selama penyimpanan maupun penimbangannya, padatan menyerap air dari lingkungan sekitarnya sehingga massanya berubah. Selain itu, NaOH bereaksi dengan CO2 dari udara. Akibatnya, konsentrasi larutan tidak dapat ditentukan dengan perhitungan. Sebelum digunakan sebagai larutan baku, konsentrasi larutan NaOH ditentukan melalui pembakuan dengan larutan standar primer, misal H 2C2O4 yang diketahui konsentrasinya.
28
20
Gra fik tit ras i me nun jukkan b ahw a ti tra si terjadi antara asam kuat dan basa kuat. Jadi, HX merupakan asam kuat. Titik ekuivalen terjadi pada pH = 7 dengan volume KOH sebesar 30 mL. V1 × M1 × n1 = V 2 × M2 × n2 20 × M1 × 1 = 30 × 0,05 × 1 M 1 = 0,075 Kemolaran larutan HX adalah 0,075 M.
Titrasi Asam-Basa
V NaOH = 25 Jadi, volume NaOH yang diperlukan saat mencapai titik ekuivalen adalah 25 mL. pH campuran dihitung dari [OH –] sisa basa. mol NaOH pada volume berlebih= 30 mL × 0,06 M = 1,8 mmol CH3COOH + NaOH m: r :
1,5 1,5
→
CH3COONa + H2O
1,8 1,5
– 1,5
– 1,5
––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s :–
0,3
1,5
1,5
mol sisa NaOH dalam campuran = 0,3 mmol Konsentrasi NaOH dalam campuran = [OH –] [OH –] =
0,3 mmol 60mL
[OH –] = 0,005 M
pOH = –log [OH–]= –log (0,005) pOH = –log 5 × 10 –3 pOH = 3 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 5) = 11 + log 5 Jadi, pH akhir campuran adalah 11 + log 5. 6. VNH OH awal = 5 mL 4 VNH OH = 20 mL 4 V HCl = 15 mL M HCl = 0,1 M Reaksi netralisasi yang terjadi sebagai berikut. HCl(aq) + NH4OH(aq) ⎯→ NH4Cl(aq) + H2O() (V1 × M1)NH4OH = (V2 × M2)HCl 20 × M1 = 15 × 0,1 M 1 = 0,075 Konsentrasi NH4OH dalam 20 mL larutan sebesar 0,075 M. Konsentrasi NH 4OH dalam botol ditentukan dengan rumus pengenceran. V1 × M 1 = V 2 × M2 5 × M1 = 100 × 0,075 M 1 = 1,5
Mol NH3 = mol NH 4OH 3
1,5 =
mol Volume mol → 1L
mol = 1,5 mol
= 33,6 liter Jadi, volume gas NH 3 yang dialirkan dalam air sebesar 33,6 L. MKOH = 0,2 M VH SO = 750 mL 4
pH H2SO4 = 2 [H +] = 10 –2 MH SO = 10–2 2
2,34375 + 3,125 · 10 –3V = 0,2V – 15 17,34375 = 0,196875V V = 88 mL Jadi, KOH yang ditambahkan sebanyak 88 mL. 8. Mol ekuivalen basa = mol ekuivvalen asam 12,5 mL × 0,5 M × 1= 25 mL × M HX × 1 MHX = 0,25 M Konsentrasi HX dalam 25 mL dan dalam 200 mL = 0,25 M. M = 0,25 M =
mol volume
mol 0,2L
mol = 0,05
0,05 =
m Mr 3 gram Mr
→
Mr = 60
Jadi, massa molekul relatif asam tersebut adalah 60. CuSO4(aq)
⎯→
Sebelum dilarutkan, mol mula-mula CuSO4·xH2O
= 1,5 mol × 22,4
2
0, 2V − 15 750 + V
3,125 · 10–3 =
9. CuSO4·xH2O(s) + H2O()
Volume gas = mol × 22,4
7.
mol volume
[OH –] =
mol =
Konsentrasi NH4OH awal 1,5 M: NH3(g) + H2O() → NH4OH(aq) MNH =
Jumlah mol basa yang tersisa = 0,2V – 15 Volume total larutan = (750 + V) mL pH = 11 + log 3,125 pOH = 3 – log 3,125 [OH–] = 3,125 · 10–3
4
MassaCu SO 4 ·xH2O Mr CuSO 4 ·xH2O
=
12,5 y
mol
Jumlah mol dalam 100 mL larutan CuSO 4 Mol =
100 mL 500 mL
×
12,5 y
2,5 y
mol =
mol
Mol NaOH = 300 mL × 0,1 M = 30 mmol = 0,03 mol CuSO4(aq) + 2NaOH(aq) → Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq)
m: r :
2,5 y 2,5 y
0,03 2×
2,5 y
2,5 y
2,5 y
Misal volume KOH = V Mol H2SO4 = M × volume = 10 –2 × 750 = 7,5 mmol
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2KOH + H2SO4 → K 2SO4 + 2H2O 0,2V 7,5 15 7,5 7,5 15 –––––––––––––––––––––––––––––––– (0,2V–15) – 7,5 15
Mol ekuivalen NaOH= mol ekuivalen HCl Mol × n1 = V 2 × M2 × n2
s : –
5 y
(0,03–
2,5 y
)
2,5 y
Penetralan antara NaOH dengan HCl
(0, 03 –
5 y
) × 1 = 0,1 × 0,1 × 1
0,03 –
5 y
= 0,01
Kimia Kelas XI
29
5 y
NaOH
= 0,02
y = 250 Mr CuSO4·xH2O = 250 (1 × Ar Cu) + (1 × A r S) + (4 × A r O) + (2x × Ar H) + (x × A r O ) = 250 (1 × 63,5) + (1 × 32) + (4 × 16) + (2x) + (x × 16) = 250 159,5 + (18x) = 250 18x = 90,5 x = 5,02 ≈ 5 Jumlah molekul air yang terdapat dalam setiap molekul kristal adalah 5. Jadi, rumus molekul kristal tersebut CuSO4·5H 2O. 10. Massa Na + massa Ca = 74,5 gram Misal massa Ca = x gram Massa Na = (74,5 – x) gram Mol Ca =
x 40
Mol Na =
(74,5 − x) 23
+ H2O()
(74,5 − x) 23
⎯→
mol
40
30
NaOH(aq) + (74,5 − x) 23
mol
Ca(s) + 2H2O() x
⎯→
40
Titrasi Asam-Basa
1 2
H2(g)
mol
Ca(OH)2(aq) + H2(g) x
mol
HCl
⎯→
100 500
=
×
(74,5 − x) 23
74,5 − x m 5 ⋅ 23
NaCl + H 2O
mol 74,5 − x 5 ⋅ 23
ol
Ca(OH)2 +
2HCl
mol
⎯→
CaCl2 + 2H 2O
(mol untuk 100 mL larutan) 100 500
×
x 40
x 5 ⋅ 40
=
mol 2x 5 ⋅ 40
mol
mol
Mol HCl = 140 mL × 5 M = 700 mmol = 0,7 mol 74,5 − x 5 ⋅ 23 74,5 − x 115
2x
+ 5 ⋅ 40 = 0,7 mol +
2x 200
= 0,7 mol
x = 40 gram
Logam IA dan IIA jika dilarutkan dalam air akan menjadi basa dan gas H 2. Na(s)
+
(mol untuk 100 mL larutan)
a)
massa Ca = 40 gram massa Na = 34,5 gram
b)
Na + H 2O
→
1,5 mol Ca + 2H 2O 1mol
NaOH
1,5 mol
+
1 2
H2
0,75 mol
Ca(OH) 2 + H2 1mol 1mol
→
Mol H2 total = 0,75 mol + 1 mol = 1,75 mol VH (STP) = 1,75 × 22,4 2 = 39,2 liter Jadi, volume gas H sebanyak 39,2 L.
2
yang dihasilkan
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
Sifat-Sifat dan Fungsi Larutan Penyangga
• • • • •
•
Macam-macam larutan penyangga Cara membuat larutan penyangga Sifat-sifat larutan penyangga Pengaruh penambahan asam atau basa serta pengenceran terhadap pH larutan penyangga Fungsi larutan penyangga
• • • •
Mampu bersikap kreatif dalam menerapkan ilmu pengetahuan termasuk kegunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari. Mampu bekerja keras dalam setiap menyelesaikan permasalahan dan mengerjakan soal-soal larutan penyangga. Mampu menjelaskan macam-macam larutan penyangga. Mampu menghitung pH larutan penyangga. Mampu menjelaskan sifat-sifat larutan penyangga.
••
Mampu menjelaskan pengaruh penambahan asam atau basadan serta pengenceran pH larutan penyangga. Mampu menyebutkan fungsi larutan penyangga dalam tubuh da lam kehidupanterhadap sehari-hari.
Kimia Kelas XI
31
Mol NaOH = V NaOH × MNaOH
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Larutan penyangga tersusun dari asam lemah dengan basa konjugasinya (garam dari asam lemahnya) atau dari basa lemah dengan asam konjugasinya (garam dari basa lemahnya). Dari soal yang memenuhi adalah HF dan NaF serta NH 3 dan NH4Cl. Sementara itu, HCOOH dan HCOONH 4 juga merupakan pasangan asam lemah dengan garamnya. Akan tetapi, garam HCOONH4 berasal dari asam lemah dan basa lemah sehingga tidak mampu membentuk penyangga dengan HCOOH. 2. Jawaban: c Mol CH3COOH = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol Mol KOH = 25 mL × 0,2 M = 5 mmol CH3COOH + KOH → CH3COOK + H2O Mula-mula: 1 0 mmol 5 mmol – Reaksi : 5 mmol 5 mmol 5 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 5 mmol – 5 mmol
Terbentuk penyangga asam karena tersisa asam lemah dan garamnya. mol sisa asam mol garam 5 mmol –5 10 × = 10–5 5 mmol
[H+] = K a × =
pH = –log [H +] = –log 10–5
=5 3. Jawaban: e Mol NH3 = 125 mL × 0,1 M = 12,5 mmol Mol NH4Cl = 100 mL × 0,05 M = 5 mmol Terbentuk penyangga basa karena merupakan campuran dari basa lemah dan garamnya. [OH–] = K b ×
molbasa mol garam
= 2 × 10–5 ×
12,5 mmol 5 mmol
= 5 × 10–5 pOH = –log [OH –] = –log 5 × 10–5 = 5 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 5) = 9 + log 5 4. Jawaban: d Larutan penyangga adalah larutan yang terdiriatas garam dan asam lemah atau basa lemahnya. Campuran yang menghasilkan larutan penyangga berupa 50 mL NaOH 0,1 M dan 50 mL CH3COOH 0,2 M
32
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
= 50 mL × 0,1 M = 5 mmol Mol CH3COOH = V CH COOH × MCH COOH 3
3
= 50 mL × 0,2 M = 10 mmol NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O Mula-mula : 5mmol 10mmol – – Reaksi : 5mmol 5mmol 5mmol 5mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – 5mmol 5mmol 5mmol
Terbentuk penyangga asam karena tersisa asam lemah dan garamnya. 5. Jawaban: b Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pHnya dari penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran. Penyangga asam memiliki pH < 7, yaitu larutan A dan D. Kedua larutan ini mempunyai selisih pH yang kecil (dianggap konstan). Larutan B adalah buffer basa karena mempunyai pH > 7. Larutan C bukan merupakan penyangga karena pH larutan berubah secara signifikan. 6. Jawaban: e Mol NH4Cl = pH pOH –log [OH–] [OH–]
250 L 1.000
× 0,05 M
= 0,0125 mol = 8,5 = 14 – 8,5 = 5,5 = 5,5 = 10 –5,5
[OH–] = K b ×
[NH3 ] [NH4Cl]
10–5,5 = 10–5 × 10–0,5 =
molNH 3 / volume total 0,0125/ volume total
mol NH3 0,0125
Mol NH3 = 0,316 × 0,0125 = 0,00395 mol Volume NH3 = mol NH3 × 22,4 L/mol = 0,00395 mol × 22,4 L/mol = 0,0885 L = 88,5 mL 7. Jawaban: a Volume CH3COOH = Va Volume NaOH = V b pH = 6 → buffer asam (PH < 7) [H+] = 10–6
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Mula-mula : 0,1 V a 0,1 V b – Reaksi : 0,1 V b 0,1 V b 0,1 Vb ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 0,1 V a – 0,1 Vb – 0,1 V b
Basa kuat (NaOH) harus habis karena terbentuk penyangga asam. mol sisa asam mol garam
[H+] = K a ×
10–6 = 10–5 × 10–1 = ×
0,1 Va − 0,1 Vb 0,1Vb
0,1 Va − 0,1 Vb 0,1Vb
pH = 14 – pOH = 14 – 5 =9 10. Jawaban: b pH = 3 → H+ = 10–3 Ka
H+ =
×
Ka
10–3 =
M ×
0,2
10–6 = K a × 0,2 Ka = 5 × 10 –6 Mol HX = 200 mL × 0,2 M = 40 m mol
–2
10 Vb = 0,1 Va – 0,1 V b 0,11 Vb = 0,1 Va Vb Va
= 0,11
Vb Va
=
0,1
HX
10 11
Jadi, perbandingan antara volume CH 3COOH dengan NaOH = 11 : 10. 8. Jawaban: a Mol HF = 1 liter × 0,2 M = 0,2 mol pH = 5 → [H+] = 10–5 molHF 2 × molC aF2
[H+] = K a ×
10–5 = 10–5 × mol CaF2 =
0,2 mol 2 × molC aF2
0,2 mol 2
= 0,1 mol
Massa CaF2 = mol × Mr CaF2 = 0,1 × 78 = 7,8 gram Jadi, massa CaF 2 yang harus ditambahkan sebanyak 7,8 gram. 9. Jawaban: d Mol NH4Br = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Mol NH4OH = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol Terbentuk penyangga basa karena berasal dari basa lemah dan garamnya. pH setelah ditambah 1.000 mL H2O Volume campuran = 150 + 1.000 = 1.150 mL [OH–] = K b ×
[basa] [garam]
= 10–5 × = 10–5 × =
mol NH4 OH/volume total mol NH4 Br/volume total 10 mol/ 1.150 mL 10 mol/ 1.150 mL
10–5
pOH = –log [OH –] = –log 10–5 =5
b Volume NaOH Mol NaOH = V b=×V0,1 M = 0,1 Vb
+
NaOH
→
NX + H2O
Mula-mula: 40 mmol 0,1 V b – Reaksi : 0,1V b 0,1 Vb 0,1 Vb ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 40 – 0,1 V b – 0,1 V b
Basa kuat (NaOH) harus habis karena terbentuk penyangga asam. pH = 5 – log 2 [H+] = 2 × 10–5 [H+] = K a ×
mol sisa asam mol garam
2 × 10–5 = 5 × 10 –6 × 4=
40 − 0,1 Vb 0,1Vb
40 − 0,1 Vb 0,1Vb
0,4 Vb = 40 – 0,1 V b 0,5 Vb = 40 Vb = 80 mL Jadi, volume NaOH yang harus ditambahkan sebanyak 80 mL. B. Uraian 1. Mol NH 4OH = 100 mL × 0,3 M = 30 mmol Mol HBr = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol NH4OH
+
HBr
→
NH4Br
+ H2O
Mula-mula: 30 mmol 10 mmol – Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 20 mmol – 10mmol
Terbentukbuffer basa karena sisa basa lemah dan garamnya. [OH–] = K b ×
molsisa basa mol garam
= 1,8 × 10–5 ×
20 mmol 10 mmol
= 3,6 × 10–5 M
Kimia Kelas XI
33
pOH = –log [OH –] = –log 3,6 × 10–5 = 5 – log 3,6 pH = 14 – (5 – log 3,6) = 9 + log 3,6 2.
pOH = –log [OH–] = –log 1,8 × 10–5 = 5 – log 1,8 pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 1,8) = 9 + log 1,8
pH =5
b.
–log [H+] = 5 [H+] = 10 –5 Mol asam propionat = Masam propionat× Vasam propionat = 0,2 × Vasam propionat Mol natrium propionat = Mnatrium propionat× Vnatrium propionat = 0,1 × V natrium propionat [H+] = K a ×
Mula-mula : 400 1 400 – Reaksi : 1 1 1 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 399 – 401 1
mol asam propionat/ volume total molnatrium propionat/ volume total
0,2 × Vasampropionat
10–5 = 2 × 10–5 ×
[OH–] = K b ×
0,1× Vnatriumpropionat
0,1 Vnatrium propionat= 0,4 Vasam propionat Vasampropionat
=
Vnatriumpropionat
0,1 0,4
3. pH = 5 – log 2 [H+] = 2 × 10–5 mol CH3COOH = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol = Ka ×
mol CH3 COOH 2 × mol( CH3 COO)2 Ca
2 × 10–5 = 10–5 ×
10 mmol 2 × mol( CH3 COO)2 Ca
4 mol (CH3COO)2 C a = 10 mmol mol (CH3COO)2 C a =
10 4
= 2,5 mmol = 2,5 × 10–3 mol massa (CH3COO)2Ca = mol × M r = 2,5 × 10 –3 × 158 = 0,395 gram Jadi, massa (CH3COO)2Ca yang harus ditambahkan sebesar 0,395 gram. 4. a.
Mol NH 4OH = 2L × 0,2 M = 0,4 mol Mol NH4Cl = 2L × 0,2 M = 0,4 mol [OH–] = K b ×
mol NH4 OH/ volume total mol NH4 Cl/ volume total
0,4
= 1,8 × 10–5 × 0,4 = 1,8 × 10–5
34
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
mol NH4 Cl/ volume total
399 401
= 1,79 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log 1,79 × 10 –5 = 5 – log 1,79 pH = 14 – pH = 14 – (5 – log 1,79) = 9 + log 1,79
Jadi, perbandingan antara volume asam propionat dengan natrium propionat = 1 : 4.
[H+]
mol NH4 OH/ volume total
= 1,8 × 10–5 ×
1 4
=
Pada cam pu ran NH 4OH dengan NH 4Cl ditambah HCl maka NH4OH akan bereaksi dengan HCl membentuk NH4Cl Mol NH4Cl awal = 0,4 mol = 400 mmol Mol NH4OH awal = 0,4 mol = 400 mmol Mol HCl = M HCl × V HCl = 0,1 M × 10 mL = 1 mmol NH4OH + HCl ⎯→ NH4Cl + H2O
c.
Pad a cam pu ran NH 4OH dengan NH 4Cl ditambahkan NaOH maka NaOH akan bereaksi dengan NH4Cl sehingga NH4OH akan bertambah dan NH4Cl berkurang. mol NH4OH awal = 0,4 mol = 400 mmol mol NH4Cl awal = 0,4 mol = 400 mmol mol NaOH = M NaOH × V NaOH = 0,1 M × 10 mL = 1 mmol NH4Cl + NaOH → NH4OH + NaCl Mula-mula : 400 1 400 – Reaksi : 1 1 1 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 399 – 401 1 [OH–] = K b ×
mol NH4 OH/ volume total mol NH4 Cl/ volume total
= 1,8 × 10–5 ×
401 399
= 1,81 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log 1,81 × 10–5= 5 – log 1,81 pH = 14 – pH = 14 – (5 – log 1,81) = 9 + log 1,81
5.
MolCH 3COOH
=
massa Mr
=
mol sisa asam
0,3 60
[H+] = K a × mmol garam
= 5 × 10–3 mol = 5 mmol = 10 mL × 0,2 M = 2 mmol
Mol NaOH
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Mula-mula : 5mmol 2mmol – – Reaksi : 2mmol 2mmol 2mmol 2mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :3 mmol – 2mmol 2mmol
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Larutan penyangga terbentuk dari asam lemah atau basa lemah dan garamnya. Campuran yang menghasilkan larutan penyangga berupa 25 mL HCl 0,5 dan 25 mL NH 4OH 0,8 M. Mol NH4OH = 25 mL × 0,8 M = 20 mmol Mol HCl = 25 mL × 0,5 M = 12,5 mmol NH4OH
+
HCl
→
NH4Cl + H2O
Mula-mula: 20 mmol 12,5 mmol – Reaksi : 12,5 mmol 12,5 mmol 12,5 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 7,5 mmol – 12,5mmol
Sisa basa lemah dan garamnya, terbentuk penyangga basa. 2. Jawaban: b Mol CH3COOH = 100 mL × 0,4 M = 40 mmol Mol CH3COOK = 100 mL × 0,2 M = 20 mmol Terbentuk larutan penyangga asam
=
×
3. Jawaban: a Mol CH3COOH = 50 mL × 0,25 M = 12,5 mmol Mol NaOH = 50 mL × 0,1 M = 5 mmol →
CH3COONa + H 2O
Mula-mula: 12,5 mmol 5 mmol – Reaksi : 5mmol 5mmol 5mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 7,5 mmol – 5mmol
Sisa asam lemah dengan garamnya akan membentuk larutan penyangga asam. mol sisa asam mol garam
= 10–5 ×
4. Jawaban: b Sistem penyangga ekstrasel yang berperan menjaga pH darah adalah penyangga karbonat (H 2CO 3/HCO 3–), sedangkan penyangga fosfat (H 2PO4–/H2PO42–) berperan menjaga pH cairan intrasel. Larutan penyangga H2PO4/H2O4–, H2CO3/ CO32–, NH3/NH4+, dan H2O/H3O+ bukan merupakan sistem larutan penyangga yang ada dalam cairan tubuh. 5. Jawaban : d m
8,5
Mol NH3 = Mr = 17 = 0,5 mol Mol HCl = 125 mL × 2 M = 250 mmol = 0,25 mol NH3 + 0,5 mol
HCl
→
0,25 mol
NH4Cl 0,25 mol
Sisa basa lemah dengan garamnya sehingga membentuk larutan penyangga basa.
= 2 × 10–5 pH = –log 2 × 10 –5 = 5 – log 2
[H+] = K a ×
pH = –log [H +] = –log 1,5 × 10–5 = 5 – log 1,5
Reaksi : 0,25 mol 0,25 mol 0,25 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 0,25 mol – 0,25mol
40 mmol 20 mmol
CH3COOH + NaOH
= 1,5 × 10–5 pH = –log [H +] = –log 1,5 × 10–5 = 5 – log 1,5
Mula-mula:
mol asam
[H+] = K a × mol garam 10–5
3 2
= 10–5 ×
[OH–] = K b ×
mol sisa basa mol garam 0,25 mol
= 2 × 10–5 × 0,25 mol = 2 × 10–5 pOH= –log [OH–] = –log 2 × 10–5 = 5 – log 2 = 5 – 0,3 = 4,7 pH = 14 – 4,7 = 9,3
7,5 mmol 5 mmol
= 1,5 × 10–5
Kimia Kelas XI
35
6. Jawaban: a pH = 4 pH = –log [H +] 4 = –log [H +] –log 10–4 = –log [H+] [H+] = 10 –4 [H+] = K a ×
[OH–] = K b ×
4 × 10–5 = 10–5 ×
50 mmol mol CH3 COONa
4 mmol
Molaritas H2SO4 = molaritas (NH4)2SO4. = 200 mL = 0,02 M. Jadi, molaritas H2SO4 adalah 0,02 M.
10–4 = 10–5 mol CH3COONa = 5 mmol 5 mmol
Volume CH COONa =
= 20 mL
0,25M
3
Jadi, volume CH3COONa yang harus ditambahkan sebesar 20 mL. 7. Jawaban: b Mol CH3COOH =
10 1.000
L × 0,1 M = 0,001 mol
0,001mol/ volume total mol garam/ volume total
mol garam = 0,001mol massa garam
Mrg aram = mol garam =
[H+] = K a ×
Mol NH4OH = 400 mL × 0,1 M = 40 mmol Mol H2SO4 = x mmol 2SO4
x mmol xmmol
CH3COONa + H2O
mol sisa asam mol garam
10–5 = 10–5 ×
H
→
pH = 5 [H+] = 10–5
8. Jawaban: b pH = 9 + 2 log 2 = 9 + log 4 pOH = 14 – pH = 14 – (9 + log 4) = 5 – log 4 [OH–] = 4 × 10–5
→
(NH4)2SO4 + 2H2O
– xmmol
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: (40 – 2x) mmol – x mmol
Syarat buffer yaitu zat yang kuat harus habis. Garam (NH4)2SO4 setiap molnya akan menghasilkan 2 ion NH4+ sehingga mol NH4+ = 2 × (NH4)2SO4.
36
10. Jawaban: d Mol CH3COOH = 0,3 M × 100 mL = 30 mmol Volume NaOH = V b Mol NaOH = 0,1 M × Vb = 0,1 Vb Mula-mula : 3 0 mmol 0,1 V b – Reaksi : 0 ,1 V b 0,1 Vb 0,1 Vb –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 30 – 0,1 V b – 0,1 V b
= 82 gram /mol Jadi, Mr garam tersebut 82.
2NH4OH+
10 mmol mol NaHCO3
CH3COOH + NaOH
0,082 garam 0,001mol
Mula-mula: 40mmol Reaksi : 2xmmol
molH 2 CO3 mol NaHCO3
[H+] = K a ×
mol NaHCO3 = 4 mmol = 4 × 10–3 mol massa NaHCO3 = mol × Mr NaHCO3 = 4 × 10–3 × 84 = 0,336 gram Jadi, massa NaHCO3 yang dibutuhkan 0,336 gram.
[CH3 COOH] [garam]
10–5 = 10–5 ×
9. Jawaban: a pH = 6 [H+] = 10–6 Mol H2CO3 = 0,02 M × 500 mL = 10 mmol
10–6 = 4 × 10–7 ×
pH = 5 pH = –log [H +] = 5 –log [H+] = –log 10 –5 [H+] = 10 –5 [H+] = K a ×
(40 − 2x)m mol 2x mmol
8x mmol = 40 – 2x mmol (8x + 2x) mmol = 40 10x mmol = 40 x = 4 mmol
mol CH3 COOH CH3COONa
10–4 = 10–5 ×
mol NH4 OH 2 × mol( NH4 )2 SO4
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
30 − 0,1 Vb 0,1Vb
0,1 Vb = 30 – 0,1 V b 0,2 Vb = 30 Vb (volume NaOH) = 150 mL Jadi, perbandingan volume CH3COOH : volume NaOH = 100 : 150 = 2 : 3. 11. Jawaban: b Larutan penyangga yang mempunyai pH > 7 terbentuk dari basa lemah dan garamnya. Misal NH4NO3 dan NH 4OH. Larutan CH 3COOK dan CH3COOH serta NaCN dan HCN merupakan contoh larutan penyangga asam (pH < 7), sedangkan NaCl dan HCl serta (NH4)2SO4 dan H2SO4 bukan merupakan penyangga.
12. Jawaban: a Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH meskipun dilakukan penambahan sedikit asam, basa, atau air. Perubahan pH yang relatif kecil terjadi padalarutan I. Larutan II, III, IV, V bukan merupakan penyangga karena perubahan pH yang terjadi cukup signifikan. 13. Jawaban: a pH = 5 – 2 log 2 = 5 – log 4 [H+] = 4 × 10–5 Mol HCOOH= 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Mol NaOH = x mmol HCOOH
+
NaOH
→
0,25 =
10
−
(10 − x)m mol x mmol
x
x
0,25x = 10 – x 1,25x = 10 x = 8 mmol –3 mol Mol NaOH = mol HCOONa = 8 mmol = 8 × 10 massa NaOH = mol × M r NaOH = (8 × 10–3) × 40 = 0,32 gram Jadi, kristal NaOH yang harus ditambahkan sebanyak 0,32 gram. 14. Jawaban: c Mol NH3 = 80 mL × 0,1 M = 8 mmol Mol (NH4)2SO4 = 40 mL × 0,2 M = 8 mmol Volume total = 80 mL + 40 mL + 500 mL = 620 mL Terbentuk penyangga basa. Satu mol garam (NH4)2SO4 akan menghasilkan 2 mol ion NH4+. Jadi, mol NH4+ = 2 × mol (NH 4)2SO4. [OH–] = K b × = Kb ×
CH3COOH + NaOH → CH 3COONa + H2O Mula-mula: 25 mmol 1 mmol 15 mmol Reaksi :1 mmol 1mmol 1mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :2 4mmol – 16mmol
[NH3 ] 2 × [(NH4 )2 SO4 ] mol NH3 / volume total mol (NH 4 ) 2 SO 4 /vo lume total
8 mmol/620 mL
= 10–5 × 2 8 mmol/620 mL = 5 × 10–6 pOH = –log (5 × 10 –6 ) = 6 – log 5 pH = 14 – (6 – log 5) = 8 + log 5 ×
15. Jawaban: b Mol CH3COOH awal = 125 mL × 0,2 M = 25 mmol Mol CH3COONa awal = 100 mL × 0,15 M = 15 mmol Mol NaOH = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol
mol sisa asam mol garam
[H+] = K a ×
24 mmol
= 10–5 × 16 mmol = 1,5 × 10–5
HCOONa + H2O
Mula-mula:1 0mmol x mmol – Reaksi :x mmol xmmol xmmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : (10 – x) mmol – x mmol mol sisa asam [H+] = K a × mol garam
4 × 10–5 = 1,6 × 10–4
Pada campuran CH 3COOH dan CH 3COONa ditambah NaOH maka CH3COOH akan bereaksi dengan NaOH membentuk CH3COONa.
–5
pH = –log 1,5 × 10 = 5 – log 1,5 16. Jawaban: e Massa L(OH)3 = 15,6 gram 250
Mol L2(SO4)3 = 1.000 L × 0,4 M = 0,1 mol pH = 9, pOH = 14 – 9 =5 [OH–] = 10–5 [OH–] = K b × 10–5
mol L(OH)3 2 × molL 2 (SO4 )3
= 10–5 ×
mol L(OH)3 2 × 0,1mol
mol L(OH)3 = 0,2 mol Mr L(OH)3 =
massa mol 15,6
= 0,2 = 78 Mr L(OH)3 = 78 Ar L + (3 × bilok O) + (3 × bilok H) = 78 Ar L + (3 × 16 ) + (3 × 1) = 78 Ar L + 4 8 + 3 = 78 Ar L = 78 – 51 = 27 Jadi, Ar L tersebut 27. 17. Jawaban: b Mol KOH = 50 mL × 0,5 M = 25 mmol Mol CH3COOH = 150 mL × 0,5 M = 75 mmol CH3COOH + KOH → CH3COOK + H2O Mula-mula: 75 mmol 25 mmol – Reaksi : 25mmol 25mmol 25mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :5 0mmol – 25mmol
Terbentuk penyangga asam karena tersisa asam lemah dan garamnya. pH = 6 – log 2 [H+] = 2 × 10–6 [H+] = K a ×
mol sisa asam mol garam
Kimia Kelas XI
37
50 mol
molNH 3 mol NH4 Cl
2 × 10–6 = K a × 25 mol
[OH–] = K b ×
Ka = 1 × 10 –6 Jadi, tetapan ionisasi asam (K a) sebesar 1 × 10–6.
= 10–5 × 11mmol = 2,2 × 10–5 pOH = –log 2,2 × 10 –5 = 5 – log 2,2 pH = 14 – (5 – log 2,2) = 9 + log 2,2
18. Jawaban: c PKa = 5,2 molHA
pH = pK a – log molNaA 0,5
= 5,2 – log 0,125 = 5,2 – log 4 = 5,2 – 0,6 = 4,6 19. Jawaban: a Mol HCl = 150 mL × 0,3 M = 45 mmol Mol Al(OH)3 = 150 mL × 0,50 M = 75 mmol Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O Mula-mula: 75 mmol 45 mmol – Reaksi : 15 mmol 45 mmol 15 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :6 0mmol – 15mmol
Terbentuk penyangga basa karena tersisa basa lemah dan garamnya. mol sisa basa mol garam 60 mmol –6 10 × 15 mmol
[OH–] = K b × = [OH– ]=
10 –6
4× pOH = –log 4 × 10 –6 = 6 – log 4 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 4) = 8 + log 4 20. Jawaban: d pH sebelum penambahan Mol NH3 = 100 mL × 0,25 M = 25 mmol Mol NH4Cl = 100 mL × 0,1 M 10 mmol [OH–] = K b ×
molNH 3 mol NH4 Cl
25 mmol
= 10–5 × 10 mmol = 2,5 × 10–5 pOH = –log 2,5 × 10 –5 = 5 – log 2,5 pH = 14 – (5 – log 2,5) = 9 + log 2,5
pH setelah penambahan 5 mL HCl 0,2 M. Mol HCl = 0,2 M × 5 mL = 1 mmol NH3 + HCl → NH4Cl Mula-mula: 25 mmol 1 mmol 10 mmol Reaksi :1 mmol 1mmol 1mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :2 4mmol – 11mmol
38
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
24 mmol
21. Jawaban: b Mol CH3COOH = 1 L × 0,1 M = 0,1 mol pH = 6 pH = –log [H +] 6 = –log [H +] [H+] = 10 –6 [H+] = Ka × 10–6= 10–5 ×
mol asam mol garam 0,1 mol mol garam
mol garam = 1 mol Jadi, CH 3COONa yang harus ditambahkan ke dalam larutan CH3COOH sebanyak 1 mol. 22. Jawaban: e mol NH4OH = 2 L × 0,04 M = 0,08 mol mol HCl = x L × 10 M = 10x mol Dicari Kb basa lemah NH 4OH pH = 10 + log 8 pOH = 4 – log 8 [OH–] = 8 × 10 –4 =
K b ·[ NH 4OH]
(8 × 10–4)2 = Kb × 0,04 Kb =
7
−
6,4 × 10 4 × 10
2
−
= 1,6 × 10–5 Setelah pH ditambah HCl: NH4OH + HCl
⎯→
NH4Cl + H2O
m: 0,08 mol 10x mol r : 10x mol 10x mol 10x mol 10x mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s : (0,08 – 10x) mol – 10x mol 10x mol pH = 9 + log 1,6 pOH = 5 – log 1,6 [OH–] = 1,6 × 10 –5 [OH–] = K b ×
[NH4 OH] [NH4 Cl]
1,6 × 10–5 = 1,6 × 10–5 ×
0,08 − 10x mol 10x mol
10x = 0,08 – 10x 20x = 0,08 x = 0,004 liter = 4 mL = 4 mL × 20 tetes = 80 tetes
NH4OH
23. Jawaban: a a.
1) dan 2) mol NaOH = mol HCN = NaOH
25 L 1.000
25 1.000
+
× 0,1 M = 0,0025 mol
NaCN
⎯→
+
H
O
Pasangan senyawa tersebut dapat membentuk larutan penyangga karena tersisa asam lemah dan garamnya. 1) dan 3) mol NaOH =
25 L 1.000
NaOH
+ CH
× 0,1 M = 0,0025 mol
25 L × 0,1 M = 0,0025 mol 1.000
mol CH3COOH =
COOH
3
→
CH3COONa +
H2O
Mula-mula : 0,0025 mol 0,0025mol – – Reaksi : 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – – 0,0025mol 0,0025mol
Pasangan senyawa tersebut tidak membentuk larutan penyangga karena hanya tersisa garam, sedangkan asam lemah tidak tersisa. c.
2) dan 4) mol HCN = mol
25
L × 0,2 M = 0,005 mol
1.000 25 NH4OH = 1.000
HCN
+
NH
OH
4
NH 4CN
+
H 2O
Pasangan senyawa tersebut tidak membentuk larutan penyangga karena hanya tersisa garam, sedangkan asam lemah dan basa lemah tidak tersisa. Selain itu, garam NH4CN juga berasal dari asam lemah dan basa lemah. 3) dan 5) mol CH3COOH = mol HCl =
25 L × 0,1 M = 0,0025 mol 1.000
25 L 1.000
× 0,2 M = 0,005 mol
CH3COOH dan HCl sama-sama asam sehingga jika dicampur tidak akan membentuk garam. e.
H 2O
25. Jawaban: b pH = 9 pOH = 14 – 9 = 5 [OH–] = 10 –5 200 1.000
mol NH4OH = 0,2 M ×
L = 0,04 mol
mol garam= x mol molNH OH
4 [OH–] = K b × mol garam
10–5 = 10–5 ×
0,04 mol
x = 0,04 mol Mr g aram =
x mol
massa garam mol garam 2,14 g
= 0,04 mol = 53,5 g/mol Mr tersebut dimiliki oleh garam NH 4Cl Mr K2SO4 = 174 Mr (NH4)2SO4 = 132 Mr CH3COONH4 = 77 Mr NH4I 145 = 26. Jawaban: e 1) Campuran tersebut merupakan larutan buffer karena terbentuk dari asam lemah dengan garamnya. 2)
pH = pK
a
+ log [G] [A] (0,2)
4) dan 5) mol NH4OH = mol HCl =
+
Dengan gigidapat tidakmasuk mudah sehinggademikian, kuman tidak keberlubang bagian dalam gigi. Penyangga fosfat, karbonat, dan hemoglobin juga terdapat di dalam darah. Sementara itu, asam sitrat dan asam benzoat merupakan larutan penyangga pH yang berfungsi sebagai pengawet makanan/minuman.
Mula-mula : 0,005mol 0,005mol – – Reaksi : 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – – 0,005mol 0,005mol
d.
NH4Cl
24. Jawaban: a Air liur dapat mempertahankan pH dalam mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralkan asam yang dihasilkan dari proses fermentasi sisa-sisa makanan oleh bakteri.
L × 0,2 M = 0,005 mol ⎯→
⎯→
2
Mula-mula : 0,0025mol 0,005mol – – Reaksi : 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: – 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025mol
b.
HCl
Pasangan senyawa tersebut tidak membentuk larutan penyangga karena hanya tersisa garam, sedangkan basa lemah tidak tersisa.
L × 0,2 M = 0,005 mol
HCN
+
Mula-mula : 0,005mol 0,005mol – – Reaksi : 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – – 0,005mol 0,005mol
25 1.000
25 1.000
L × 0,2 M = 0,005 mol
L × 0,2 M = 0,005 mol
4,85 = pK a + log (0,2) 4,85 = pK a + log 1 4,85 = pK a + 0 pKa = 4,85 → Ka = 1,4 × 10 –5
Kimia Kelas XI
39
3) 4)
Penambahan sedikit ion OH – (basa) tidak memengaruhi harga pH. Penambahan sedikit ion H + (asam) tidak memengaruhi harga pH.
27. Jawaban: c Campuran antara CH 3COOH dan CH 3COONa merupakan larutan penyangga sehingga meskipun ditambah air lagi (diencerkan) pHnya tidak akan berubah sehingga pH larutan tetap 5 dan [H +] = 10–5. 28. Jawaban: b Mol HCOOH = 1 L × 0,1 M = 0,1 mol pH = 5 pH = –log [H+] = 5 –log [H+] = –log 10 –5 [H+] = 10 –5 [HCOOH]
[H+] = K a × [garam] 0,1
10–5 = 10–6 × [garam] [garam] = 10–2 M mol garam = 10 –2 M × 1 L = 10–2 mol Mr g aram = =
massa garam mol garam 0,68 g 10
2
−
mol
= 68 gram/mol Mr HCOOK = (1 × A r H) + (1 × A r C) + (2 × A r O) + (1 × A r K) = (1 × 1) + (1 × 12) + (2 × 16) + (1 × 39) = 1 + 12 + 32 + 39 = 84 g/mol Mr HCOONa = (1 × A r H) + (1 × A r C) + (2 × Ar O) + (1 × A r Na) = (1 × 1) + (1× 12) + (2× 16) + (1 × 23) = 1 + 12 + 32 + 23 = 68 g/mol Mr (HCOO)2Mg = (2 × A r H) + (2 × Ar C) + (4 × Ar O) + (1 × Ar Mg) = (2 × 1) + (2 × 12) + (4 × 16) + (1 × 24) = 2 + 24 + 64 + 24 = 114 g/mol Mr (HCOO)2Ca = (2 × A r H) + (2 × A r C) + (4 × A r O) + (1 × Ar Ca) = (2 × 1) + (2 × 12) + (4 × 16) + (1 × 40) = 2 + 24 + 64 + 40 = 130 g/mol
40
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
Mr HCOONH4 = (1 × A r H) + (1 × A r C) + (2 × A r O) + (1 × Ar N) + (4 × A r H) = (1 × 1) + (1 × 12) + (2 × 16) +(1 × 14) + (4 × 1) = 1 + 12 + 32 + 14 + 4 = 63 g/mol Jadi, garam tersebut kemungkinan HCOONa. 29. Jawaban: d Cairan dalam tubuh makhluk hidup merupakan larutan penyangga. Contoh plasma darah (cairan darah) mengandung gas CO2 yang membentuk pasangan asam-basa konjugasi antara asam karbonat danlarutan ion hidrogen karbonat. Campuran membentuk penyangga untuk memper-ini tahankan pH larutan/cairan di luar sel darah.2CO H 3 akan menyangga apabila basa (OH –) masuk ke dalam tubuh. Reaksinya sebagai berikut. H2CO3(aq) + OH–(aq) HCO3–(aq) + H2O() +) Ion bikarbonat akan menyangga apabila asam (H masuk ke dalam tubuh. Reaksinya sebagai berikut.
HCO3–(aq) + H+(aq) H2CO3(aq) 30. Jawaban: b pH = HCN [H+] = =
Ka
×
[A]
4 × 10
6
−
×
0,01
= 2 × 10–4 pH = –log [H +] = –log 2 × 10–4 = 4 – log 2 = 4 – 0,3 = 3,7 Mol NaCN = =
massa NaCN Mr NaCN 0,49 g ((1×A r Na)+( 1×A r C)+( 1×A r N))g/ mol
0,49 g
= ((1× 23) +(1× 12) +(1× 14)) g/mol 0,49 g
= (23 +12 +14)g/m ol 0,49 g
= 49 g/mol = 0,01 mol Mol HCN =
100 1.000
L × 0,01 M = 0,001 mol
molHCN [H+] = K a × molNaCN 0,001
= 4 × 10–6 × 0,01 = 4 × 10–7
pH = –log [H +] = –log 4 × 10–7 = 7 – log 4 = 7 – 0,6 = 6,4 Jadi, pH berubah dari 3,7 menjadi 6,4. B. Uraian 1. Mol NaOH = 400 mL × 0,1 M = 40 mmol Mol HA = 800 mL × 0,1 M = 80 mmol NaOH + HA → NaA + H2O Mula-mula: 40 mmol 80 mmol – Reaksi :4 0mmol 40mmol 40mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – 40mmol 40mmol
Sisa asam lemah dan garamnya sehingga terbentuk larutan penyangga asam. molsisa asam mol garam
[H+] = K a × =
10–5
×
[OH–]= K b ×
=
0,8 40
3,6 × 10–5 = 1,8 × 10–5 ×
Setimbang : 30mol – mol sisa asam [H+] = K a × molsisa garam
20mmol
Massa (NH4)2SO4 = mol (NH4)2SO4 × Mr (NH4)2SO4 = 0,01 × 132 = 1,32 gram
= 1,5 × pH = –log [H +] = –log 1,5 × 10–5 = 5 – log 1,5 3. pH = 8,75 pOH = 14 – 8,75 = 5,25 [OH–] = 10–5,25 pKb = 6,25 Kb = 10–6,25
2 × 10–5 = 1 × 10–5 ×
=
(0,015 − x) mol x mol
Volume NaOH =
mol NaOH M NaOH 5 × 10 3mol 0,02 mol/L −
=
= 0,25 L Jadi, volume larutan NaOH = 0,25 L. 6. Volume CH 3COOH = Va Volume KOH = V b
pH = 5 – log 4 [H+] = 4 × 10–5
CH3COOH + KOH → CH 3COOK + H2O Mula-mula : 0,1 V a 0,1 Vb – Reaksi : 0,1 V b 0,1 Vb 0,1 Vb ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 0,1 Va – 0,1 Vb – 0,1 V b
mol NH3 molNH 4 Cl
mol NH3 molNH 4 Cl
CH3COONa + H2O
2x = 0,015 – x 3x = 0,015 x = 5 × 10 –3 mol CH3COONa = mol NaOH = 5 × 10–3
[H+] = K a × –5
=
→
mol CH3 COOH mol CH3 COONa
[H+] = K a ×
30 mmol 20 mmol
10–5
10 1
0,04 mol 2 × mol (NH 4) 2SO 4
4 × mol (NH4)2SO4 = 0,04 mol Mol (NH4)2SO4 = 0,01 mol
= 0,02 mol = 20 mmol
→ CH COONa + H O CH3COOH + NaOH 3 2 Mula-mula: 50 mmol 20 mmol – Reaksi :2 0mmol 20mmol 20mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
10–5,25 = 10–6,25 ×
mol NH4OH 2 × mol (NH 4) 2SO 4
CH3COOH + NaOH
Mol CH3COOH = 250 mL × 0,2 M = 50 mmol
[H+] = K b ×
L × 0,2 M = 0,04 mol
pH = 9 + log 3,6 pOH = 14 – (9 + log 3,6) = 5 – log 3,6 [OH–]= 3,6 × 10–5
Mula-mula : 0,015mol xmol – – Reaksi : mol x xmol mol x xmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : (0,015–x)mol – xmol xmol
massa Mr
= 10–5 ×
200 1.000
5. pH = 5 – log 2 → [H+] = 2 × 10 –5 Mol CH3COOH = 0,15 L × 0,1 M = 0,015 mol Mol NaOH = x mol
40 mol 40 mol
= 10–5 pH = –log [H +] = –log 10–5 =5 2. Mol NaOH =
4. Mol NH 4OH =
mol NH3 molNH 4 Cl mol NH3 molNH 4 Cl
Jadi, perbandingan antara mol NH3 : mol NH 4Cl = 10 : 1.
mol sisa asam mol garam –5
0,1 Va
−
0,1 Vb
0,1V b 4 × 10 = 10 × 0,4 Vb = 0,1 Va – 0,1 Vb 0,5 Vb = 0,1 Va
0,5 0,1
=
Va Vb
Kimia Kelas XI
41
9. Mol HCN = 10 mol Mol NaOH = x mol
Perbandingan Va : Vb = 5 : 1 5 6
Volume CH3COOH = Volume KOH =
1 6
× 300 mL = 250 mL
× 300 mL = 50 mL
Jadi, volume CH3COOH dan KOH yang dibutuhkan berturut-turut adalah 250 mL dan 50 mL. 7. Mol asam sianida =
100 L 1.000
× 0,1 M = 0,01 mol
pH = 6 –log [H+] = 6 –log [H+] = –log 10 –6 +
mol HCN
[H+] = K a × molNaCN 10–5 = 10–5 ×
[XCN]
10–6 = 4 × 10–6 ×
molHCN/ volume total mol XCN/ volume total
Mol XCN = 4 × 0,01 Mol XCN = 0,04 mol Massa XCN = mol XCN × M r XCN 1,96 = 0,04 × (( 1 × A r X) + (1 × A r C) + (1 × Ar N)) 1,96 = 0,04 × (A r X + (1 × 12) + (1 × 14)) 1,96 = 0,04 × (A r X + 26) 49 = (A r X + 26) Ar X = (49 – 26) g/mol = 23 g/mol Unsur X mempunyai Ar = 23 g/mol sehingga unsur X adalah Na. 8. pH = 10 pOH = 14 – 10 = 4 [OH–] = 10–4 Mol amonia (NH3) = 150 mL × 0,3 M = 45 mmol Mol asam sulfat (H2SO4) = 50 mL × 0,1 M = 5 mmol 2NH3 +
H2SO4
→
(NH 4)2SO4
Mula-mula: 45 mmol 5 mmol – Reaksi : 10mmol 5mmol 5mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 35 mmol – 5mmol
Terbentuk penyangga basa karena tersisa basa lemah dan garamnya. Garam amonium sulfat setiap molnya akan menghasilkan 2 mol ion amonia sehingga mol NH4+ = 2 × (NH 4)2SO4. [OH–] = K b × =K × b
10 3 35
molNH 3 2 × (NH4 )2 SO4
35 mol
(10 − x) x
x = 10 – x 2x = 10 x = 5 mol Mol NaCN = mol NaOH = 5 mol Massa NaOH = mol NaOH × M r NaOH = 5 mol × 40 g/mol = 200 gram Jadi, massa natrium hidroksida adalah 200 gram. 10. a.
pH larutan sebelum penambahan Mol CH3COOH = 0,1 M × 1.000 mL = 100 mmol Mol CH3COONa = 0,1 M × 1.000 mL = 100 mmol [H+] = K a × mol asam
mol garam 100 mmol 100 mmol
= 1,8 × 10–5 ×
b.
= 1,8 × 10–5 pH = –log 1,8 × 10 –5 = 5 – log 1,8 = 4,745 pH larutan setelahpenambahan 10mL HCl 0,1 M Pada saat ke dalam larutan penyangga ditambahkan 10 mL HCl 0,1 M,maka HCl akan terionisasi menghasilkan ion +H. Kemudian, ion H+ yang dihasilkan dinetralkan CH 3COO – sehingga konsentrasi CH 3COO– akan berkurang dan konsentrasi CH3COOH akan bertambah. H+ yang dihasilkan dari penambahan 10 mL HCl 0,1 M adalah 10 mL × 0,1 M = 1 mmol CH 3COO –
= 2,9 × 10–5
Jadi, tetapan ionisasi basa (K b) amonia sebesar 2,9 × 10–5.
[H+] = K a ×
H+
= 1,8 ×
mol CH 3COOH
Larutan Penyangga dan Peranannya dalam Tubuh
−
mol CH3COO 101 mmol 10–5 × 99 mmol
= 1,836 × 10 –5
42
+
→
CH 3 COOH
Mula-mula : 100 mmol +1 mmol 100 mmol Reaksi : –1 mmol –1 mmol +1mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 99mmol – 101mmol
2 × 5m ol
−
Kb =
–log [H+] = 5 –log [H+] = –log 10 –5 [H+] = 10 –5
–6
[H ] = 10 [HCN] [H+] = K a ×
10–4
HCN + NaOH → NaCN + H2O Mula-mula : 10mol xmol – – Reaksi : xmol xmol xmol xmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: (10 – x) mol – x mol x mol pH = 5
pH = –log 1,836 × 10 –5 = 5 – log 1,836 = 4,736 Selisih pH sebelum penambahan dengan setelah penambahan = 4,745 – 4,736 = 0,009 Selisih tersebut sangat kecil sehingga dapat diabaikan. c.
pH larutan setelah penambahan 20 mL NaOH 0,05 M. Ketika ke dalam larutan penyangga ditambahkan 20 mL NaOH 0,05 M, NaOH akan terionisasi menghasilkan ion OH –, kemudian ion OH– segera dinetralkan oleh CH3COOH sehingga konsentrasi CH3COOH akan ber-– kurang, sedangkan konsentrasi CH 3COO – yang dihasilkan dari akan bertambah. Mol OH penambahan 20 mL NaOH 0,05 M adalah = 20 mL × 0,05 M = 1 mmol CH3COOH + OH –
→
CH3COO– + H 2O
Mula-mula : 100 mmol +1 mmol 100 mmol – Reaksi : –1 mmol –1 mmol +1 mmol +1 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :9 9mmol – 101mmol 1mmol
[H+] = K a ×
mol CH 3COOH mol CH3COO
= 1,8 × 10–5 ×
−
pH = –log 1,764 × 10 –5 = 5 – log 1,764 = 5 – 0,246 = 4,754 Selisih pH sebelum penambahan dengan setelah penambahan = 4,754 – 4,745 = 0,009. Perbedaan tersebut sangat kecil sehingga dapat diabaikan. d.
Sebelum diencerkan, volume larutan = 2 L Volume setelah diencerkan = 2 + 4 = 6 mL [HA] =
1 L × 0,1 M 6L
–
1 L × 0,1 M
[A ] =
6L
[H+] = K a ×
= 0,017 M
= 0,017 M
[HA] −
[A ] 0,017 M
= 1,8 × 10–5 × 0,017 M = 1,8 × 10–5 pH = –log 1,8 × 10 –5 = 5 – log 1,8 = 4,745 Jadi, pH larutan sebelum dan setelah penambahan air tidak berubah.
99 mmol 101 mol
= 1,764 × 10 –5
Kimia Kelas XI
43
Hidrolisis
Hidrolisis Garam
• • • •
• • • • • • • •
44
Hidrolisis
Ciri-ciri larutan garam Sifat-sifat dan pH larutan garam An al isis kurv a tit ra si asam basa Proses hidrolisis dalam kehidupan sehari-hari
Mampu menunjukkan sikap pantang menyerah dalam mengerjakan soalsoal hidrolisis garam. Mampu bekerja sama dalam mempelajari materi hidrolisis garam. Mampu mengidentifikasi ciri-ciri larutan garam. Mampu menen tuka n sifat l aruta n gar am yang te rhidr olis is melal ui percobaan. Mampu menentukan jenis garam yang dapat terhidrolisis. Mampu menentukan pH larutan garam yang terhidrolisis. Mampu menganalisis kurva titrasi asam dan basa. Mampu menjelaskan proses hidrolisis dalam kehidupan sehari-hari.
A. Pilihan Ganda
1.
Jawaban: a
CH3COONH4 berasal dari basa lemah (NH OH) dan 4 asam lemah (CH3COOH) sehingga terhidrolisis sempurna. Ion CH 3COO – bereaksi dengan air menghasilkan ion OH – dan ion NH 4+ bereaksi dengan air menghasilkan ion H +. Reaksinya sebagai berikut. CH3COONH4(aq) → CH3COO–(aq) + NH4+(aq)
HI(aq) + KOH(aq) → KI(aq) + H2O() Mula-mula : 1 × 10–3 1 × 10–3 – – Reaksi : 1 × 10 –3 1 × 10–3 1 × 10–3 1 × 10–3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10 ×1 1 × 10–3 Garam KI berasal dari asam kuat (HI) dan basa kuat (KOH) sehingga tidak dapat terhidrolisis dan bersifat netral (pH = 7). 2)
CH3COO–(aq)+ H2O() CH3COOH(aq) + OH–(aq) NH4+(aq)+ H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) CH3COOK berasal dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (KOH) sehingga terhidrolisis sebagian. Na 3PO 4 berasal dari asam lemah (H 3 PO 4 ) dan basa kuat (NaOH) sehingga terhidrolisis sebagian. BaSO 4 berasal dari asam kuat (H2SO4) dan basa kuat (Ba(OH)2) sehingga tidak dapat terhidrolisis. NH4Cl berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (HCl) sehingga terhidrolisis sebagian. Jadi, garam yang mengalami hidrolisis sempurna adalah CH3COONH4. 2.
Jawaban: a
Garam CaF2 berasal dari basa kuat (Ca(OH)2) dan asam lemah (HF) sehingga bersifat basa. Garam yang bersifat basa akan membirukan kertas lakmus merah. Sementara itu, garam KCN berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HCN) sehingga bersifat basa. Garam bersifat basa tidak mengubah warna kertas lakmus biru. Garam Nal berasal dari asam kuat (Hl) dan basa kuat (NaOH) sehingga bersifat netral. Garam bersifat netral tidak mengubah warna kertas lakmus baik merah maupun biru. Garam CH COONa berasal dari basa 3 kuat (NaOH) dan asam lemah (CH COOH) 3 sehingga bersifat basa. Garam bersifat basa tidak mengubah warna kertas lakmus biru. Garam NaNO 3 berasal dari asam kuat (HNO 3) dan basa kuat (NaOH) sehingga bersifat netral. Garam bersifat netral tidak mengubah warna kertas lakmus merah dan biru. 3.
10 mL HBr 0,1 M + 10 mL NH 4OH 0,1 M mol HBr = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10–3 mol mol NH4OH = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10–3 mol
HBr(aq) + NH4OH(aq) → NH4Br(aq) + H 2O() Mula-mula : 1 × 10 –3 1 × 10–3 – – Reaksi : 1 × 10 –3 1 × 10–3 1 × 10–3 1 × 10–3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10 ×1 1 × 10–3
Garam NH4Br berasal dari asam kuat (HBr) dan basa lemah (NH4OH) sehingga terhidrolisis sebagian dan bersifat asam. 3)
10 mL HF 0,2 M + 10 mL Ba(OH) mol HF = 10 mL × 0,2 M = 2 mmol = 2 × 10–3 mol
0,1 M
mol Ba(OH)2 = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10–3 mol 2HF(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaF2(aq) + 2H 2O() Mula-mula : 2 × 10 –3 1 × 10–3 – – Reaksi : 2 × 10 –3 1 × 10–3 1 × 10–3 2 × 10–3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10 ×1 2 × 10–3
Garam BaF2 berasal dari asam lemah (HF) dan basa kuat (Ba(OH)2) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. 4)
10 mL HCOOH 0,1 M + 10 mL NaOH 0,1 M mol HCOOH = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10 –3 mol mol NaOH = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10 –3 mol
Jawaban: b
1)
2
HCOOH(aq)+ NaOH(aq)→ HCOONa(aq)+ H2O() 1 × 10 –3 1 × 10–3 – –
10 mL HI 0,1 M + 10 mL KOH 0,1 M
Mula-mula :
mol HI = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10–3 mol mol KOH = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10–3 mol
Reaksi : 1×10 1 × 10 1 × 10 1 × 10 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10× 1 1 × 10–3
–3
–3
–3
–3
Garam HCOONa berasal dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga terhidrolisis sebagian dan bersifat basa.
Kimia Kelas XI
45
5)
pOH = –log [OH–] 5 = –log [OH –] –log 10–5 = –log [OH–] [OH–] = 10 –5
10mLCH 3COOH 0,2 M + 10 mL NH OH 0,2 M 4 mol CH3COOH = 10 mL × 0,2 M = 2 mmol = 2 × 10 –3 mol mol NH4OH = 10 mL × 0,2 M = 2 mmol = 2 × 10 –3 mol
CH3COOH(aq) + NH4OH(aq) → CH3COONH4(aq) + H2O() Mula-mula: 2 × 10 –3 2 × 10–3 – – Reaksi : 2×10 –3 2 × 10–3 2 × 10–3 2 × 10–3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10× 2 2 × 10–3
Garam CH3COONH4 berasal dari asam lemah (C H 3COOH) dan basa lemah (NH 4OH ) sehingga akan terhidrolisis sempurna. Sifat garam tersebut ditentukan oleh harga K a dan
Jawaban: c
NaS merupakan garam yang berasal dar i basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H2S) sehingga bersifat basa. Garam bersifat basa ini akan terhidrolisis sebagian (parsial). Persamaan ionisasi dan hidrolisis NaCN sebagai berikut.
Larutan CH3COONH4 merupakan larutan garam yang berasal dari basa lemah (NH 4OH) dan asam lemah (CH3COOH). Ka
+
[H ] = =
×
Ka = 7.
Garam NaX mempunyai pH 9 sehingga bersifat basa. Garam ini berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (HX). +
–
NaX(aq) → Na (aq) + X (aq) 0,01 M
0,01 M
Na+(aq) + H2O() → / X–(aq) + H2O() HX(aq) + OH–(aq) pH =9 pOH = pK w– pH = 14 – 9 =5
46
10−10
Hidrolisis
= 10–6
Jawaban: b
Mol NaOH = 0,025 L × 0,05 M = 0,00125 mol = 1,25 × 10–3 mol Mol CH3COOH = 0,025 L × 0,05 M = 0,00125 mol = 1,25 × 10 –3 mol NaOH(aq)+ CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq)+ H2O() Mula-mula : 1,25 × 10 –3 1,25 × 10–3 Reaksi :1 ,25 × 10 –3 1,25 × 10–3
– – 1,25 × 10–3 1,25 × 10–3
Sisa
1,25 10 ×
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– :
–
–
=
Jawaban: c
0,01 M
10−16
Kb
= 10 = 1 × 10–7 pH = –log [H +] = –log 1 × 10–7 =7 Jadi, pH larutan CH3COONH4 sebesar 7.
· 10 –2
10–10 · Ka = 10–14 · 10–2
2 × 10 −5 × 10 −14 2 × 10 −5
[X − ]
10−14 × 0,01 Ka
[CH3COONa] =
Kw
−14
6.
Kw × Ka
10−14
S2–(aq) + 2H2O() H2S(aq) + 2OH–(aq) Jawaban: c
[OH–] =
10–10 = K a
Na2S(aq) → 2Na+(aq) + S2–(aq) 5.
Kw ×M Ka
10–5 =
Kb-nya. Jadi, campuran b menghasilkan garam yang terhidrolisis sebagian dan bersifat asam. 4.
[OH–] =
–3
1,25 × 10–3
mol CH3 COONa volume total 1,25 × 10 −3 mol 5 × 10 −2 L
= 2,5 × 10–2 M
CH3COONa berasal dari asam lemah (CH COOH) 3 dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) 2,5 × 10 –2M
–2
2,5×10
M
2,5 × 10
–2
M
–
CH3COO (aq)+ H2O() CH3COOH(aq)+ OH–(aq) Na+(aq) + H2O() [OH–] = = =
Kw Ka
→ /
×M =
10−14 10−5
Kw Ka
⋅ 2,5 × 10
×[ CH3COO − ] −2
25 × 10 −12 = 5 × 10–6
pOH = –log (5 × 10 –6) = 6 – log 5 pH = pK w – pOH = 14 – (6 – log 5) = 8 + log 5 Jadi, pH larutan campuran yang terbentuk sebesar 8 + log 5.
8.
Jawaban: a
10.
Garam Ca(HCOO) 2 berasal dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (Ca(OH) ) sehingga hanya 2 ion HCOO– yang terhidrolisis. Ca(HCOO)2(aq)
HCOO–(aq) + Ca2+(aq)
→
0,01M
0,02M
0,01M
HCOO–(aq) + H2O() HCOOH(aq) + OH–(aq) [OH–] = =
Kw ⋅M Ka 10−14 2 × 10
Kw − × [HCOO ] Ka
=
−4
× 2 × 10
Mol HCl = 100 mL
= 80 mmol = 8 × 10–2 mol
4 × 10–1
[H+] =
L
–1
M
1×10
–1
M
CH3COO–(aq)+ H2O() CH3COOH(aq)+ OH–(aq) +
K (aq) + H2O() → / –
[OH ] = =
Kw ×M Ka
10
−14
10 −5
×
=
4 × 10–1
=
Kw ×M Kb
10 −14 1 × 10 −5
4 × 10–1
Kw + × [NH4 ] Kb
= ×
4 × 10−1
=
4 × 10−10 = 2 × 10–5 pH = –log (2 × 10 –5) = 5 – log 2 Jadi, pH larutan campuran sebesar 5 – log 2.
NaNO2(aq)
CH3COOK(aq) → CH3COO–(aq) + K+(aq) 10 ×1
= 4 × 10–1 M
1. Reaksi ionisasi NaNO 2:
= 1 × 10–1 M
Garam CH 3COOK berasal dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (KOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian. –1 1 × 10M
2 × 10 −1 L
B. Uraian
mol CH3 COOK volume total 11 × 0
8 × 10 −2 mol
Cl–(aq) + H2O() → /
CH3COOH(aq) + KOH(aq) → CH3COOK(aq) + H 2O()
−1
=
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq)
Mula-mula : 1 × 10 –2 1 × 10–2 – – Reaksi : 1×10 –2 1 × 10–2 1 × 10–2 1 × 10–2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –2 Sisa : – – 10× 1 1 × 10 –2
1× 10 −2 mol
molNH 4 Cl volume total
NH4Cl berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (HCl) sehingga akan terhidrolisis sebagian. NH4Cl(aq) → NH4+(aq) + Cl–(aq)
Mol CH3COOH = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol = 1 × 10–2 mol Mol KOH = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol = 1 × 10–2 mol
=
0,8 M
HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O() Mula-mula : 8 × 10 –2 8 × 10–2 – – Reaksi 8×10 –2 8 × 10–2 8 × 10–2 8 × 10–2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –2 Sisa : – – 10 ×8 8 × 10–2
Jawaban: d
[CH3COOK] =
×
= 80 mmol = 8 × 10–2 mol Mol NH4OH = 100 mL × 0,8 M
[NH4Cl] =
−2
= 1×10−12 = 1 × 10–6 pOH = –log 1 × 10 –6 =6 pH = pK w – pOH = 14 – 6 = 8 Jadi, pH larutan Ca(HCOO)2 sebesar 8. 9.
Jawaban: a
Kw − × [CH COO ] 3 Ka
1× 10 −1
= 1× 10 −10 = 1 × 10–5 pOH= –log [OH–] = –log (1 × 10–5) = 5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan campuran sebesar 9.
→
Na+(aq) + NO2–(aq)
Reaksi ionisasi air: H2O() H+(aq) + OH–(aq) NaNO2 berasal dari asam lemah (HNO2) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian. Persamaan reaksi hidrolisisnya sebagai berikut. Na+(aq) + H2O() → / NO2–(aq) + H2O() HNO2(aq) + OH–(aq) Pada reaksi hidrolisis tersebut dibebaskan ion OH–. Adanya ion OH– dalam larutan inilah yang dapat membirukan kertas lakmus merah. 2. a.
Na2S Na2S(aq)
→
2Na+(aq) + S2–(aq)
Na+(aq) + H2O() → / S2–(aq) + 2H2O() H2S(aq) + 2OH–(aq) Garam Na2S bersifat basa karena membebaskan ion OH–.
Kimia Kelas XI
47
b.
AlCl3
pH larutan HCN
AlCl3(aq)
→
Al3+(aq) + 3Cl–(aq)
Al3+(aq) + 3H2O() Al(OH)3(aq) + 3H+(aq) Cl–(aq) + H2O() → / Garam AlCl 3 bersifat asam karena membebaskan ion H+. c.
CH3COOK CH3COOK(aq) → K+(aq) + CH3COO–(aq) K+(aq) + H2O() → / CH3COO–(aq)+H2O()CH3COOH(aq)+OH–(aq)
d.
[H+]
=
Ka
=
10 −10
×
a
0,1
×
= 10 –5,5 10 + pH = –log[H ] = –log 10 –5,5 = 5,5 Persamaan reaksi: NH4OH(aq) + HCN(aq) → NH4CN(aq) + H2O() =
−11
Garam CH 3COOK bersifat basa karena membebaskan OH–.
Larutan garam NH4CN terbentuk dari basa lemah (NH4OH) dan asam lemah (HCN) sehingga akan terhidrolisis sempurna.
Ba3(PO4)2
[H+] =
Ba3(PO4)2(aq) Ba2+ + H2O()
→
3Ba2+(aq) + 2PO43–(aq)
→ /
PO43–(aq)+ 3H2O()
K w × Ka Kb
10 −14
=
H3PO4(aq) + 3OH (aq)
−10
–9,5 10 −19 = 10
=
Garam Ba3(PO4)2 bersifat basa karena membebaskan OH–.
× 10
10 −5
–
pH = –log [H +] = –log 10–9,5 = 9,5 3. KCN merupakan garam yang berasal dari asam Jadi, pH larutan campuran sebesar 9,5. lemah (HCN) dan basa kuat (KOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian. Reaksi ionisasi KCN sebagai 5. pH larutan basa lemah LOH = 11 berikut. pOH = pKw – pH + – KCN(aq) → K (aq) + CN (aq) = 14 – 11 0,01 M 0,01 M 0,01 M = 3 + K (aq) + H2O() → / –log [OH–] = –log 1 × 10–3 CN–(aq) + H2O() → HCN(aq) + OH–(aq) [OH–] = 1 × 10–3 [OH–] = = = =
K w Ka × M
10 −14 6 × 10 −10
=
K − w K a × [CN ]
–
1
× 0,01
1
1× 10 −16 6 × 10 −10
0,167 × 10−6
= 0,41 × 10–3 = 4,1 × 10–4 pOH = –log [OH –] = –log 4,1 × 10 –4 = 4 – log 4,1 = 14 – pOH = 14 – (4 – log 4,1) = 10 + log 4,1 Jadi, pH larutan KCN 0,01 M sebesar 10 + log4,1. pH
4. pH larutan NH 4OH –
[OH ] =
K
×b b
=
10
[OH–] = 10–3 pOH = –log [OH –] = –log 10 –3 = 3 pH =p Kw – pOH = 14 – 3 = 11
48
Hidrolisis
−5
×
0,1 =
−6
10
[OH ] =
Kb
×b
×
10–3 =
Kb
×
×
–6
10
= Kb
×
0,01
0,01
Kb = 1 × 10–4 Mol LOH =10 mL × 0,01 M = 0,1 mmol = 1 × 10–4 mol Mol HI =1 0 mL × 0,01 M = 0,1 mmol = 1 × 10–4 mol → LOH(aq) + HI(aq) LI(aq) + H2O() Mula-mula : 1 × 10 –4 1 × 10–4 – – Reaksi : 1 × 10 –4 1 × 10–4 1 × 10–4 1 × 10–4 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 1 × 10–4 1 × 10–4
molLI volume total
[LI] =
=
1× 10 −4 mol 2 × 10−2 L
= 5 × 10–3 M
Larutan LI berasal dari basa lemah (LOH) dan asam kuat (HI) sehingga akan terhidrolisis sebagian. LI(aq) –3
5 × 10 M
→
L+(aq) 5×10
–3
M
+ I–(aq) 5×10
–3
M
L+(aq) + H2O() LOH(aq) + H+(aq)
=
I–(aq) + H2O() → / [H+] =
=
Kw Kb Kw Kb
×M
+
× [L
]
10
−14
1× 10
−4
×
5 × 10 −3
=
5 × 10−13
=
50 × 10−14
= 7,07 × 10–7 pH = –log (7,07 × 10–7) = 7 – log 7,07 Jadi, pH larutan campuran yang terbentuk sebesar 7 – log 7,07.
A. Pilihan Ganda
1.
Na2SO4 berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam kuat (H2SO4) sehingga bersifat netral. Ba(NO 3)2 berasal dari basa kuat (Ba(OH) 2) dan asam kuat (HNO3) sehingga bersifat netral.
Jawaban: b
Larutan garam yang bersifat basa berasal dari asam lemah dan basa kuat. Natrium sulfida (Na S) 2 berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah 3. Jawaban: d (H2S) sehingga Na2S bersifat basa. Kalium sianida Garam yang terhidrolisis sebagian dan bersifat basa (KCN) berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah dihasilkan dari pencampuran antara asam lemah (HCN) sehingga KCN bersifat basa. Amonium dengan basa kuat yang memiliki jumlah mol sama, klorida (NH4Cl) berasal dari basa lemah (NH 4OH) misal campuran antara Ca(OH)2 (basa kuat) dan dan asam kuat (HCl) sehingga NH Cl bersifat asam. H2S (asam lemah). Sementara itu, Campuran NaOH 4 Barium asetat (Ba(CH3COO)2) berasal dari asam (basa kuat) dan HI(asam kuat) menghasilkan garam lemah (CH 3COOH) dan basa kuat (Ba(OH) 2) yang bersifat netral. Campuran KOH (basa kuat) sehingga Ba(CH3COO)2 bersifat basa. Perak nitrat dan HNO3 (asam kuat) menghasilkan garam bersifat (AgNO3) berasal dari basa lemah (AgOH) dan asam netral. Campuran Zn(OH)2 (basa lemah) dan HCl kuat (HNO3) sehingga AgNO3 bersifat asam. Jadi, (asam kuat) menghasilkan garam bersifat asam. garam yang bersifat asam adalah nomor 1), 2), dan 4). 2.
Jawaban: b
Garam yang larutannya dapat memerahkan kertas lakmus biru adalah garam yang bersifat asam. Garam bersifat asam berasal dari asam kuat dan basa lemah. AlCl3 berasal dari basa lemah/amfoter (Al(OH)3) dan asam kuat (HCl) sehingga bersifat asam. Garam bersifat asam dapat memerahkan kertas lakmus biru karena saat terhidrolisis akan membebaskan ion H +. Persamaan reaksinya sebagai berikut. AlCl3(aq) → Al3+(aq) + 3Cl–(aq) 3+
+
Al (aq) + 3H2O() Al(OH)3(aq) + 3H (aq) Cl–(aq) + H2O() → / Kl berasal dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (Hl) sehingga bersifat netral. Garam bersifat netral tidak memerahkan kertas lakmus biru. KNO 2 berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HNO2) sehingga bersifat basa. Garam bersifat basa tidak memerahkan kertas lakmus biru.
Campuran Al(OH) SO4 3 (basa lemah/amfoter) dan2H (asam kuat) menghasilkan garam bersifat asam. 4.
Jawaban: e
Garam yang bersifat asam berasal dari asam kuat dan basa lemah. Garam yang bersifat asam dapat memerahkan kertas lakmus merah dan biru seperti larutan 4) NH4Cl dan 5) (NH4)2SO4. Larutan 1) KCN dan 3) CH3COONa bersifat basa karena dapat membirukan kertas lakmus merah dan biru. Larutan 2) NaCl bersifat netral karena tidak mengubah warna kertas lakmus merah dan biru. 5.
Jawaban: d
Larutan garam yang mengalami hidrolisis total terbentuk dari asam lemah dan basa lemah, misal (NH4)2S. (NH4)2S terbentuk dari asam lemah (H2S) dan basa lemah (NH4OH). Harga pH-nya tergantung harga Ka dan Kb. Persamaan reaksi hidrolisisnya sebagai berikut. (NH4)2S(aq) → 2NH4+(aq) + S2–(aq) NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) S2–(aq) + 2H2O() H2S(aq) + 2OH+(aq)
Kimia Kelas XI
49
Sementara itu, KCN terbentuk dari asam lemah (HCN) dan basa kuat (KOH) sehingga terhidrolisis sebagian. BaCl2 terbentuk dari asam kuat (HCl) dan basa kuat (Ba(OH) 2) sehingga tidak terhidrolisis. NaNO 3 terbentuk dari asam kuat (HNO 3) dan basa kuat (NaOH) sehingga terhidrolisis sebagian. CH3COONa terbentuk dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga terhidrolisis sebagian. 6.
[K2S] =
1 × 10–2 M
K+(aq) + H2O()
H2CO3(aq) + 2OH–(aq)
Adanya ion OH– tersebut mengakibatkan larutan mempunyai pH > 7, jumlah ion OH– dalam larutan bertambah, dapat membirukan kertas lakmus, dan garamnya bersifat basa.
9.
Jawaban: a
NH4Br(aq) → NH4+(aq) + Br–(aq) 0,1 M
4
= =
M
Kw + × [NH ] 4 Kb
=
K h × [NH]4+
=
10 −9
×
[S2 − ]
−2
10−8 × (1 × 10
=
−8
1 × 10
)
Ka
× Kw Kb
10−4 × 10−14 10−5 −13
= 1 × 10 –6,5
10
Jawaban: d
Mol HCl = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol = 1 × 10–2 mol Mol NH4OH = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol = 1 × 10–2 mol
0,1
HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H 2O( )
−10
–2 Mula-mula : 1 × 10 –2 mol 1 × 10 mol –2
= 10–5 pH = –log 10 –5 = 5 Jadi, pH larutan natrium asetat sebesar 5.
–2
–
– –2
=
0,55 110
= 5 × 10–3 mol
–2
Reaksi : 1×10 mol 1 × 10 mo l 1 × 10 mol 1 × 10 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –2 Sisa : – – 10× 1 mol 1 × 10–2 mol molNH 4 Cl
[NH4Cl] = volume total
Jawaban: d massa K 2S Mr K 2S
Kw × Ka
+
10.
Kw ×M Kb
Hidrolisis
–2
pH = –log [H ] = –log (1 × 10–6,5) = 6,5 Jadi, pH garam NH 4NO2 sebesar 6,5.
Kw Kb
=
=
=
0,1 M
Br–(aq) + H2O() → /
50
1×10
Jawaban: c
[H+] =
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(q)
Mol K2S =
M
Larutan NH4NO2 merupakan larutan garam yang berasal dari asam lemah (HNO2) dan basa lemah (NH4OH) sehingga akan terhidrolisis sempurna.
Larutan amonium bromida (NH4Br) terbentuk dari asam kuat (HBr) dan basa lemah (NH OH).
8.
= 1 × 10 –2 M
= 1 × 10–4 pOH = –log [OH –] = –log (1 × 10–4) =4 pH = 14 – pOH = 14 – 4 = 10 Jadi, pH larutan K2S sebesar 10.
→ /
CO32–(aq) + 2H2O()
10
–2
10−14
Ion K+ berasal dari basa kuat sehingga tidak dapat bereaksi dengan ion OH– dari air.
=
5 × 10 −1 L
→ /
Kw ×M Ka
[OH–] =
K2CO3(aq) → 2K+(aq) + CO32–(aq)
[H+] =
5 × 10 −3 mol
S2–(aq) + 2H2O() H2S(aq) + 2OH–(aq)
K 2CO 3 akan terhidrolisis sebagian dengan melepaskan ion OH– saat ion CO 32– dari asam + lemahnya bereaksi dengan ion H dari air. Persamaan reaksi hidrolisisnya sebagai berikut.
Kh =
10 ×2
K+(aq) + H2O()
Jawaban: d
0,1 M
=
Garam K2S berasal dari asam lemah (H 2S) dan basa kuat (KOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian. K2S(aq) → 2K+(aq) + S2–(aq)
Larutan K2CO3 merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (H2CO3) sehingga garam ini bersifat basa. Garam
7.
mol K 2S volume total
=
1× 10 −2 mol −1 11 × 0 L
= 1 × 10–1 M = 0,1 M
Larutan NH4Cl merupakan larutan garam yang berasal dari basa lemah (NH 4OH) dan asam kuat (HCl) sehingga akan terhidrolisis sebagian. NH4Cl(aq)
= 100 mL × 0,04 M = 4 mmol = 4 × 10 –3 mol
NH4+(aq) + Cl–(aq)
→
0,1M
Mol KOH = volume KOH × [KOH]
0,1M
0,1M
HCOOH(aq) + KOH(aq) → HCOOK(aq)+ H 2O() Mula-mula : 4 × 10 –3 4 × 10–3 – – Reaksi : 4×10 –3 4 × 10–3 4 × 10–3 4 × 10–3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10 ×4 4 × 10–3 mol HCOOK [HCOOK] = volume total
NH4+(aq)+ H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) Cl–(aq) + H2O() +
[H ] = =
Kw ×M Kb
10
→ /
Kw + × [NH ] 4 Kb
=
−14
10
−5
×
Garam HCOOK berasal dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (KOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian. HCOOK(aq) → HCOO–(aq) + K+(aq)
= –log 10–5 = 5 Jadi, larutan campuran yang terbentuk mempunyai pH 5.
2 × 10 M–2
K+(aq) + H2O()
pH = 5 pH = –log [H +] 5 = –log [H +] –log 10–5 = –log [H+] [H+] = 10 –5 Garam NH4Cl terbentuk dari asam kuat (HCl) dan basa lemah (NH4OH) sehingga akan terhidrolisis sebagian.
[OH–] = = = =
NH4+(aq) + Cl–(aq)
→
[H+] = 10–5 = 10–10 =
→ /
Kw ×M Kb 10 −14 10 −5 10
+
× [NH
4
] 13.
−14
10−5
Kw + × [NH ] 4 Kb
=
[NH4+]
×
4Cl
×
VNH
4Cl
Massa NH4 Cl Mr NH4Cl
= 10–1 × 5 × 10 –1
Massa NH4 Cl 53,5
=5
×
10–2
Massa NH4Cl = 5 × 10 –2 × 53,5 = 2,675 g Jadi, massa NH4Cl sebesar 2,675 g. 12.
–2
M
→ /
Kw ×M Ka Kw − × [HCOO ] Ka 10 −14 2 × 10 −4
×
2 × 10 −2
1 × 10−12 = 10–6
Jawaban: b
Mol H2SO4 = 0,1 L × 0,1 M = 0,01 mol
[NH4+] = [NH4Cl] = 10–1 M Mol NH4Cl = MNH
10 × 2
pOH = –log 1 × 10 –6 = 6 – log 1 pH =pK w – pOH = 14 – (6 – log 1) = 8 + log 1 Jadi, larutan garam yang terbentuk mempunyai pH 8 + log 1.
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) Cl–(aq) + H2O()
10× 2 –2 M
HCOO–(aq) + H2O() HCOOH(aq) + OH–(aq)
Jawaban: a
NH4Cl(aq)
2 × 10−1 L
= 2 × 10–2 M
= 10 −10 = 10–5 pH = –log [H +]
11.
4 × 10−3 mol
=
0,1
Jawaban: b
Mol HCOOH = volume HCOOH × [HCOOH] = 100 mL × 0,04 M = 4 mmol = 4 × 10 –3 mol
Mol NH4OH = 0,1 L × 0,2 M = 0,02 mol H2SO4(aq) + 2NH4OH(aq) → (NH4)2SO4(aq) + 2H2O() Mula-mula : 0,01 0,02 – – Reaksi : 0,01 0,02 0,01 0,02 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,01 0,02
(NH ) SO berasal dari basa lemah (NH OH) dan 4 2 4 asam kuat4 (H2SO4) sehingga akan terhidrolisis sebagian. [(NH4)2SO4] =
0,01mol 0,2L
= 5 × 10–2 M
Kimia Kelas XI
51
(NH4)2SO4(aq)
pH = pKw – pOH = 14 – (6 – log 1,8) = 8 + log 1,8 Jadi, larutan yang terbentuk mempunyai pH 8 + log 1,8.
2NH4+(aq) + SO42–(aq)
→
–2 5 × 10M
–2
10 10 ×
M
5×10
–2
M
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) SO42–(aq) + H2O() Kw Kb
[H+] =
10
=
→ /
Kw Kb
×M =
−14
10 −5
15.
×[ NH+4 ]
C6H5COONa berasal dari asam lemah 6(C H5COOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. C6H5COONa(aq) → C6H5COO–(aq) + Na+(aq)
× 10 × 10 −2
C6H5COO–(aq)+ H2O() C5H6COOH(aq)+ OH–(aq)
= 1× 10 −10 = 1 × 10–5 pH = –log [H +] = –log (10–5) =5 Jadi, larutan yang terjadi mempunyai pH 5. 14.
Jawaban: e
Na+(aq) + H2O() pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5
pOH = –log [OH–]
Jawaban: b
5 = –log [OH –]
Mol asam oksalat = 10 mL × 0,1 M = 1 mmol = 1 × 10–3 mol Mol NaOH = 20 mL × 0,1 M = 2 mmol = 2 × 10–3 mol
–5
–log10 = –log [OH–] [OH–] = 10 –5 M [OH–] =
H2C2O4(aq)+ 2NaOH(aq)→ Na2C2O4(aq)+ 2H2O() –3
–3
Mula-mula : 1 × 10 2 × 10 – – Reaksi : 1×10 –3 2 × 10–3 1 × 10–3 2 × 10–3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 10 ×1 2 × 10–3
10–5 =
mol Na2C2O4 = 1 × 10–3 mol
10–5 =
[Na2C2O4] =
1× 10−3 mol 3 × 10 −2 L
10–10 =
3,3 × 10 M
6,6×10
Na+(aq) + H2O()
–2
Kw − × [C H COO ] 6 5 Ka
10 −14 6 × 10 −5 10 −14 −5
–
Na2C2O4 berasal dari asam lemah (H 2C2O4) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian. Na2C2O4(aq) → 2Na+(aq) + C2O42–(aq) –2
Kw ⋅M Ka
M
3,3 × 10
–2
[C6H5COO ] =
M
=
10
10 −4
×
= 6 × 10–1 × = 6 × 10–2 mol
pOH = –log (1,8 × 10 –6) = 6 – log 1,8
52
Hidrolisis
1 × 10
–1
massa C6H5COONa = mol C6H5COONa × Mr C6H5COONa = 6 × 10–2 × 144 = 8,64 gram Jadi, massa C6H5COONa yang diperlukan sebesar
3,3 × 10−2
= 1,8 × 10–6
10 −14
mol C6H5COONa = [C6H5COONa] × volume larutan
Kw 2 −] ⋅ [C O 2 4 Ka
3,3 × 10−12
5
molC 6H5 COONa
pOH = –log [OH–]
=
6
10 −10 × 6 × 10−5
[C6H5COONa] = volume larutan
pH = pK w – pOH
−14
× [C H COO–]
[C6H5COONa] = [C6H5COO–] = 6 × 10 –1 M
→ /
=
H COO− ]
6 5
= 6 × 10–1 M
C2O42–(aq) + 2H2O() H2C2O4(aq) + 2OH–()
Kw ⋅M Ka
× [C
6 × 10
= 3,3 × 10–2 M
[OH–] =
→ /
pH = 9
16.
8,64 gram.
Jawaban: d
Amonium nitrat = NH4NO3 NH4NO3 berasal dari asam kuat (HNO3) dan basa lemah (NH4OH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat asam.
+ – → NH (aq) + NO (aq) 4 3 + NH4 (aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) NO3–(aq) + H2O() → / [NH4+] = [NH4NO3]
NH4NO3(aq)
mol CH3 COONa
[CH3COONa] = volume larutan =
[NH4NO3] = [H+] = 10–5 = –10
10
–10
10
= =
g=
Kw × Kb
1.000 mL
0,1 M
×
10−14
2 × 10
= ×
2 × 10−5
=
2·g 80
1,6 × 10−3 1,6 × 10 −13 2 × 10 −14
18.
= =
2)
Ka
10
×
−5
Mol KOH =
a ×
0,1
Mol HA
−6
10 = 10–3 pH = –log [H +] = –log (10–3) =3 pH larutan setelah ditambah NaOH mol CH3COOH = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol = 1 × 10–2 mol mol NaOH = =
massa NaOH Mr NaOH
0,4 40
= 1 × 10–2 mol
CH3COOH(aq)+ NaOH(aq)→ CH3COONa(aq)+ H2O() Mula-mula : 1 × 10 –2 1 × 10–2 – – Reaksi : 1×10 –2 1 × 10–2 1 × 10–2 1 × 10–2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –2 Sisa : – – 10× 1 1 × 10–2
CH 3 COONa berasal dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa.
Kw − × [CH COO ] 3 Kb 10 −14 10 −5
× 0,1
Jawaban: c
+
[H ] =
Kw ×M Kb
10 −10 = 10–5 pOH = –log [OH –] = – log (10–5) pOH = 5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan berubah dari 3 menjadi 9.
g ·
pH larutan sebelum ditambah NaOH
→ /
=
−14
Jawaban: c
1)
[OH–] =
1.000 g × 500 80
= 8 gram Jadi, massa amonium nitrat yang dilarutkan sebesar 8 gram. 17.
Na+(aq) + H2O()
Kw × [NH4NO3 ] Kb
Kw 1.000 g × × Kb mL Mr 10 −14
0,1 M
OH–(aq)
g Mr
2 × 10 −5
0,1 M
CH3COO–(aq) + H2O() CH3COOH(aq) +
[NH4+ ] = ×
−1 11 L × 0
= 1 × 10–1 M = 0,1 M CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq)
pH larutan = 5 –log [H+] = 5 –log [H+] = –log 10 –5 [H+] = 10 –5 [H+] =
1× 10−2 mol
gram Mr 0,14
= 56 = 2,5 × 10–3 mol = volume HA × [HA] = 25 mL × 0,1 M = 2,5 mL × 10–3 M
KOH(aq) + HA(aq) → KA(aq) + H2O() Mula-mula : 2,5 × 10 –3 2,5 × 10–3 – – Reaksi : 2,5 × 10 –3 2,5 × 10–3 2,5 × 10–3 2,5 × 10–3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –3 Sisa : – – 2,5 10 × 2,5 × 10–3
mol KA = 2,5 × 10–3 mol [KA] =
2,5 × 10−3 mol 2,5 × 10 −2 L
= 0,1 M
KA berasal dari asam lemah (HA) dan basa kuat (KOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. KA(aq) → K+(aq) + A–(aq) 0,01M
0,01M
K+(aq) + H2O()
0,01M
→ /
A–(aq) + H2O() HA(aq) + OH–(aq) pH = 3,0 –log [H+] = 3,0
Kimia Kelas XI
53
–log [H+] = –log 10 –3 [H+] = 10 –3 [H+] =
Ka
pH = –log [H +] –log [H+] = –log 2 × 10 –7 [H+] = 2 × 10 –7
×M
[H+]2 = K a × M +
Ka =
[H ] M
Ka =
(10−3 )2 0,1
= 1 × 10
Kb = 1,5 × 10–5
= =
10−14
=
10−10 = 10–5
10
pH larutan NH4OH mula-mula: [OH–] = =
–3
= 6 mmol = 6 × 10 mol Mol C6H5COOH = 400 mL × 0,015 M = 6 mmol = 6 × 10 –3 mol pH C6H5COOH = 3,5 – log 3 –log [H+] = 3,5 – log 3 +
Jawaban: d
NaBrO berasal dari asam lemah (HBrO) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. NaBrO(aq) → Na+(aq) + BrO–(aq) 0,2 M
0,2 M
Na+(aq) + H2O()
–3,5
–log [H+ ] = –log 3 –3,5 × 10 [H ] = 3 × 10
0,2 M → /
BrO–(aq) + H2O() HBrO(aq) + OH–(aq) α
[H+] =
Ka
×
3 × 10–3,5 =
Ka
× 0,015
a
Kw Ka × M
=
9 × 10 −7
2 × 10−5 10 −14
=
1, 5 × 10 −2
= 6 × 10–5
=
Kw
=
K a × [BrO− ]
10 −14
=
9 × 10–7 = Ka × 0,015 =
(1,5 × 10−5 ) × 0,06
9 × 10−7 = 3 × 10 –3,5 M pOH = –log 3 × 10 –3,5 [OH–] = 3,5 – log 3 pH = 14 – (3,5 – log 3) = 10,5 + log 3 Jadi, pH larutan NH 4OH mula-mula adalah 10,5 + log 3. 20.
Mol NH4OH = 100 mL × 0,06 M
9 × 10−7 0,015
×b
=
Jawaban: e
Ka =
K b
× 0,1
pOH = –log [OH –] = –log 10–5 pOH = 5 pH = pK w – pOH = 14 – 5 = 9 Jadi, larutan garam yang terjadi mempunyai pH 9. 19.
(6 × 10−5 ) × 10−14 Kb
4 × 10–14 =
Kw − × [A ] Ka −5
6 × 10−5 × 10−14 Kb
2 × 10–7 = –5
Kw ×M Ka
[OH–] =
Ka × Kw Kb
[H+] =
2
4 × 10 −6 1 2
× 2 × 10
=
−1
10 −8 4
× 10–4 = 5 × 10–5
NH4OH(aq) +C6H5COOH(aq) → C6H5COONH4(aq) +H2O() Jadi, derajat hidrolisis Mula-mula:0 ,006 0,006 – – 5 × 10–5. Reaksi : 0,006 0,006 0,006 0,006 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,006 0,006 21. Jawaban: b
Garam C6H5COONH4 berasal dari asam lemah (C6H5COOH) dan basa lemah (NH 4OH) sehingga akan terhidrolisis sempurna. –
pH = 7 – log 2
54
Hidrolisis
Garam MX mempunyai pH = 5 sehingga bersifat asam. Garam yang bersifat asam berasal dari asam kuat dan basa lemah. Persamaan reaksi
+
C6H5COONH4(aq) → C6H5COO (aq) + NH4(aq) C6H5COO–(aq)+ H2O() C6H5COOH(aq)+ OH–(aq) NH4+(aq)+ H2O() NH4OH(aq)+ H+(aq)
larutan NaBrO 0,2 M adalah
hidrolisisnya MX(aq) → sebagai M+(aq) +berikut. X–(aq) M+(aq) + H2O() MOH(aq) + H+(aq) X–(aq) + H2O()
→ /
pOH = –log [OH –]
pH = 5 +
= –log (1 × 10–3,5) = 3,5 pH = 14 – pOH = 14 – 3,5 = 10,5 Jadi, pH larutan tersebut 10,5.
pH = –log [H ] 5 = –log [H +] –log 10–5 = –log [H+] [H+] = 10–5 [H+] =
Kw ×M Kb
10–5 =
Kw + × [M ] Kb
–5
10
10 −14
=
2 × 10 −5 10 −14
–10
23.
+
[M ] =
volume larutan
–1
= 0,2 M =
[MX]= [M +] = 0,2 M 1.000
0,2 =
1,07 Mr
0,2 =
10,7 Mr
Mr
=
10,7 0,2
1.000 100
2 × 10
5 × 10 −1 L
–3
M
= 2 × 10 –3 M
Ba (aq) + H2O()
= 53,5
–3
10 ×2
2+
M
4×10
–3
M
→ /
CH3COO–(aq)+ H2O() CH3COOH(aq)+ OH–(aq)
Jadi, Mr garam tersebut adalah 53,5. 22.
1 × 10 −3 mol
Garam Ba(CH3COO)2 terbentuk dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (Ba(OH)2) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. Ba(CH3COO)2(aq) → Ba2+(aq) + 2CH3COO–(aq)
× V(mL) ×
= 1 × 10–3 mol
[Ba(CH3COO)2] = mol Ba(CH3 COO)2
= 2 × 10
10 −14
g Mr
0,255 255
= +
2 × 10−5 × 10−10
[MX]=
massa Ba(CH3 COO) 2 Mr Ba(CH3COO) 2
Mol Ba(CH3COO)2 =
× [M+ ]
= 2 × 10−5 × [M ]
10
Jawaban: d
[OH–] =
Jawaban: e –2 Mol HCN = 50 mL × 0,2 M = 10 mmol = 1 × 10 mol
=
Mol KOH = 50 mL × 0,2 M –2
= 10 mmol = 1 × 10 mol HCN(aq)+ KOH(aq) → KCN(aq)+ H2O() Mula-mula:1 × 10–2 1 × 10–2 – – Reaksi :1 × 10 –2 1 × 10–2 1 × 10–2 1 × 10–2 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –2 Sisa : – – 10 ×1 1 × 10–2 Garam KCN terbentuk dari asam lemah(HCN) dan basa kuat (KOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa.
=
Kw ×M Ka
10 −14 10 −5
=
Kw × [CH COO− ] 3 Ka
× 4 × 10
−3
4 × 10 −12 = 2
×
10–6
–6
pOH = –log 2 × 10 = 6 – log 2 pH = 14–pOH = 14 – (6 – log 2) = 8 + log 2 Jadi, pH larutan Ba(CH3COO)2 sebesar 8 + log 2. 24.
Jawaban: b
KCN(aq) → K (aq) + CN (aq)
AlCl3 berasal dari asam kuat (HCl) dan basa lemah/ amfoter (Al(OH) 3) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat asam. AlCl3(aq) → Al3+(aq) + 3Cl–(aq)
1 × 10–1M
0,05M
[KCN] =
mol KCN volume total
=
1 × 10 −2 mol
1×10
K+(aq) + H2O()
= 1 × 10
1× 10−1 L
+
–
–1
M
1×10
–1
M
[OH ] =
Kw
×
M =
Ka
= =
10 −14 1 × 10−8
Kw
×
1 × 10−7
= 1 × 10–3,5
1 × 10
−
[ CN ]
Ka ×
M
0,05M
0,05M
Al3+(aq) + 3H2O() Al(OH)3(aq) + 3H+(aq)
→ /
CN–(aq) + H2O() HCN(aq) + OH–(aq) –
–1
−1
Cl–(aq) + H2O() +
Kw
[H ] =
Kb
= =
→ / Kw
×
M =
10−14 7,2 × 10−6
Kb
×
3+
[Al
]
× 0,05
6,9 × 10−11
= 8,3 × 10–6
Kimia Kelas XI
55
pH = –log [H +] = –log 8,3 × 10–6 = 6 – log 8,3 = 5,1 Jadi, pH larutan 5,1. 25.
26.
pH = 6 –log [H+] = –log 10–6 [H+] = 10–6 Garam NH4Br terbentuk dari basalemah (NH4OH) dan asam kuat (HBr) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat asam.
Jawaban: b
Mol HCOOH = 400 mL × 0,005 M = 2 mmol = 2 × 10–3 mol Mol Ba(OH)2 = 100 mL × [Ba(OH)2] Misal [Ba(OH) 2] = x, maka mol Ba(OH) 2 = 10–1x mol. Oleh karena terhidrolisis, Ba(OH)2 tidak bersisa. Ba(OH)2(aq) + 2HCOOH (aq)
→
+ – → NH (aq) + Br (aq) 4 + NH4 (aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq)
NH4Br(aq)
Br–(aq)+ H2O()
(HCOO)2Ba(aq) + 2H2O(aq)
× 10–3 m 2× 10–3 m
10 –1 mol –3x
Mula-mula : 2 ol – – –3 Reaksi : 10 m ol ol 10 m ol 2 × 10 –3 mol –––––––––––––––– ––––––––––––––––– –––––––––––––––– ––––––––––––––––– –––––––––––– Sisa
:
–
–3 10mol
–
2 × 10
–3
[H+] =
Kw + × [NH4 ] Kb
mol (HCOO)2 Ba volume total 1× 10−3 mol 5 × 10 −1 L
→
2 × 10 –3 M
–3
M
2×10
–3
massa NH4Br Mr NH4Br
Ba (aq) + H2O()
10
=
[OH ] = 10
= 49 × 10 –3 g = 49 mg
27.
Jawaban: e
Mol NH4NO3 =
[OH ] = [OH–] =
Kw − × [HCOO ] Ka
10–6,5 =
10 −14 −3 × 4 × 10 Ka
10–6,5 =
4 × 10−17 Ka −17
10–13 = 4 ×K10 a Ka = 4
×
10–4
Jadi, Ka larutan HCOOH adalah 4 × 10–4.
56
Hidrolisis
massa NH4NO3 Mr NH4NO3
3,2
= (28 + 4 + 48)
–6,5
Kw ×M Ka
–
98 × 10 −3 2
Jadi, massa amonium bromida yang harus dilarutkan sebanyak 49 mg.
–log [OH–] = –log 10 –6,5 –
500
2 × massaN H4 Br 98
massa NH4Br =
M
→ /
pH = 7,5 pOH = 14 – pH = 14 – 7,5 = 6,5
1.000
× V(mL)
98
–3
HCOO–(aq) + H2O() HCOOH(aq) + OH–(aq) 2+
+
× [NH4 ]
1.000 10–3 = massa NH4Br ×
2HCOO–(aq) + Ba2+(aq)
10 ×4
10 −5
[NH4Br] =
= 2 × 10–3 M
Garam (HCOO)2Ba terbentuk dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (Ba(OH)2) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. (HCOO)2Ba(aq)
10 −14
10–12 = 10–9 × [NH4+] [NH4+]= 10–3 [NH4Br] = [NH4+] = 10–3 M
x = 10 –2 mol
=
Kw ×M Kb
10–6 =
10–1x mol = 10 –3 mol
→ /
[H+] =
mol
10–1x – 10–3 = 0
[(HCOO)2Ba] =
Jawaban: d
= [NH4NO3] =
3,2 80
4 × 10
−2
= 0,04 mol = 4 × 10 –2 mol mol
−1 11 × 0 L
= 4 × 10–1 M = 0,4 M
Garam NH4NO3 terbentuk dari basa lemah (NH OH) 4 dan asam kuat (HNO3) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat asam. NH4NO3(aq) → NH4+(aq) + NO3–(aq) 0,4M
0,4M
0,4M
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) NO3–(aq) + H2O() [H+] =
Kw ×M Kb
→ /
b.
Kw + × [NH4 ] Kb
[H+] =
10
=
Na+(aq) + H2O() → / CO32–(aq) + 2H2O() H2CO3(aq) + 2OH–(aq)
−14
10
−5
×
0,4
c.
= 2
×
SO32–(aq) + 2H2O() H2SO3(aq) + 2OH–(aq)
10–5
[OH–] [H+] = Kw –
–5
Jawaban: d
Garam bersifat asam di dalam air akan terhidrolisis sebagian dan melepaskan ion H+. Sementara itu, garam bersifat basa di dalam air akan terhidrolisis sebagian dan melepaskan ion OH–. Jadi, garam yang bersifat asam ditunjukkan oleh persamaan reaksi nomor 3) dan 4). 29.
d.
NH4CN(aq) → NH4+(aq) + CN–(aq) NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq)
–14
[OH ] (2 × 10 ) = 10 [OH–] = 5 × 10–10 M Jadi, konsentrasi ion OH– dalam larutan tersebut sebesar 5 × 10–10 M. 28.
K2SO3(aq) → 2K+(aq) + SO32–(aq) K+(aq) + H2O() → /
4 × 10 −10
=
Na2CO3(aq) → 2Na+(aq) + CO32–(aq)
CN–(aq) + H2O() HCN(aq) + OH–(aq) 2. a.
NaF(aq) → Na+(aq) + F–(aq) F–(aq) + H2O() HF(aq) + OH–(aq)
b.
Kh =
[HF][OH− ] [F− ]
c.
Kh =
Kw Ka
d.
NaF(aq) –
[OH ] = = = = =
(aq) + F–(aq) 0,1M
Kw × [M] Ka Kw − × [F ] Ka
10−14 6,6 × 10−4
× 0,1
10−15 6,6 × 10−4 10 × 10−16 ×
−4
6,6 10
=
–6 1,5 × 10 −12 = 1,2 × 10 M
[H+][OH–] = 10 –14 [H+] × (1,2 × 10–6) = 10 –14
Jawaban: c
Kurva tersebut merupakan kurva titrasi antara asam lemah dengan basa kuat. pH larutan awal berasal dari pH asam lemah. Pada penambahan 0–49,9 mL titran, larutan bersifat sebagai buffer karena mengandung asam lemah dan garamnya. Titik ekuivalen terjadi pada pH > 7 karena larutan hanya mengandung garam yang mengalami hidrolisis sebagian. Pada penambahan 50,1–60 mL titran, larutan bersifat basa karena mengandung sisa basa.
= 1,5 × 10–11
+
0,1M
Jawaban: d
(pH = 7). (NH 4)2SO4 berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (H2SO4) sehingga bersifat asam (pH < 7). Jadi, garam yang mempunyai pH < 7 yaitu AlCl3 dan (NH4)2SO4 atau garam nomor 2) dan 5).
10−14 6,6 × 10−4
→ Na
0,1M
Larutan garam yang mempunyai pH < 7 berasal dari asam kuat dan basa lemah. CH COOK berasal 3 dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (KOH) sehingga bersifat basa (pH > 7). AlCl3 berasal dari basa lemah Al(OH)3 dan asam kuat (HCl) sehingga bersifat asam (pH < 7). Na2S berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H 2S) sehingga bersifat basa (pH > 7). KBr berasal dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (HBr) sehingga bersifat netral
30.
=
[H+] =
10−14 1,2 × 10−6
= 8,3 × 10 –9 M
3. Larutan NH 4CN terbentuk dari asam lemah (HCN) dan basa lemah (NH 4OH) sehingga akan terhidrolisis sempurna. NH4CN(aq) → NH4+(aq) + CN–(aq) NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) CN–(aq) + H2O() HCN(aq) + OH–(aq) [H+] =
Ka Kb
· Kw
B. Uraian
1. a.
Al2S3(aq) → 2Al3+(aq) + 3S2–(aq) Al3+(aq) + 3H2O() Al(OH)3(aq) + 3H+(aq) S2–(aq) + 2H2O() H2S(aq) + 2OH –(aq)
=
10 −10 −14 × 10 10 −5
= 10−19 = 10 –9,5 pH = –log [H +] = –log 10–9,5 = 9,5 Jadi, pH larutan garam tersebut sebesar 9,5.
Kimia Kelas XI
57
4. Garam MX bersifat basa k arena terhidro lisis menghasilkan ion OH–. MX(aq)
M+(aq) + X–(aq)
NaCN berasal dari asam lemah (HCN) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa.
0,01 M
NaCN(aq)
→
0,01 M –
[OH ] =
0,01 M
Kh · M
[OH–] =
Kh
× [X
−8
→
0,04M −
Na+(aq) + H2O()
]
Na+(aq) + CN–(aq) 0,04M
0,04M
→ /
CN–(aq) + H2O() HCN(aq) + OH–(aq)
=
10
=
10−10 = 10–5
·0 ,01
[OH–] =
pOH = –log [OH –] = –log 10–5 = 5
Kw ×M Ka
=
Kw − × [CN ] Ka
=
10 14 × 0,04 10 −10
pH = pK w – pOH = 14 – 5 = 9
−
Jadi, pH larutan garam MX sebesar 9. 5. Garam (CH 3COO) 2Ca berasal dari basa kuat (Ca(OH)2) dan asam lemah (CH3COOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. (CH3COO)2Ca(aq) → Ca2+(aq) + 2CH3COO–(aq) Ca2+(aq) + H2O()
→ /
CH3COO–(aq)+ H2O() CH3COOH(aq)+ OH–(aq) pH = 9 pOH = pK w – pH = 14 – 9 = 5 pOH = –log [OH –] 5 = –log [OH –] –log 10–5 = –log [OH–] [OH–] = 10 –5
4 × 10 −16 10 −10
= 4 × 10−6 = 2 × 10–3 pOH = –log [OH –] = –log (2 × 10–3) = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log 2 Jadi, pH larutan garam yang terbentuk sebesar 11 + log 2. 7. NaX berasal dari asam lemah (HX) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa. NaX(aq) → Na+(aq) + X–(aq)
–
Kw Ka
–
Kw − K a × [CH3COO ]
0,001M
10−14
X–(aq) + H2O() HX(aq) + OH–(aq)
[OH ] =
[OH ] = 10–5 =
·M
× [CH
3
10−5
COO − ]
10–10 = 10–9 × [CH3COO–] [CH3COO–] =
10 −10
= 10 –1 = 0,1 M
10−9
[(CH3COO)2Ca] =
1 2
× [CH3COO–]
=
1 2
× 0,1 M = 0,05 M
Mol (CH3COO)2Ca = [(CH 3COO2Ca] × volume = 0,05 M × 10 mL = 0,5 mmol = 5 × 10 –4 mol Massa (CH3COO)2Ca = mol (CH3COO)2Ca × Mr (CH3COO)2Ca = 5 × 10–4 × 158 = 0,079 gram Jadi, massa (CH 3COO)2Ca yang dilarutkan sebanyak 0,079 gram. 6. [NaCN] = =
58
=
g Mr
Hidrolisis
×
1.000 250
0,001M
→ /
pH = 12 pOH = 14 – pH = 14 – 12 = 2 pOH = –log [OH–] 2 = –log [OH –] log 10–2 = –log [OH–] [OH–] = 10 –2 M [OH–] =
Kw ×M Ka
[OH–] =
Kw − × [X ] Ka
10–2 = 10–2 = 10–4 =
10−14 −3 × 10 Ka 10−17 Ka 10 −17 Ka
Ka = 1 × 10–13
1.000
× V (mL)
0,49 49
0,001M
Na+(aq) + H2O()
= 0,04 M
Jadi, harga tetapan ionisasi asam lemah (HX) adalah 1 × 10 –13.
8. Larutan garam MCl t erbentuk dari basa lemah (MOH) dan asam kuat (HCl) sehingga terhidrolisis sebagian dan bersifat asam. MCl(aq) → M+(aq) + Cl–(aq) M+(aq) + H2O() MOH(aq) + H+(aq) Cl–(aq) + H2O()
→ /
Kw + × [M ] Kb
10–5 =
10 −14 + × [M ] 1× 10 −5
α
= = = =
×
[M +]
10–1M
Kw
mol [HCOONa] = 0,005 = 0,05 M 100 mL
× 1 × 10
1.000 mL
−1
1 × 10−8
= 1 × 10–4 = 1 × 10–4 × 100% = 0,01 % Jadi, derajat hidrolisis larutan garam MCl 0,01 %. 9. Mol NH 4OH = 100 mL × 0,8 M = 80 mmol = 8 × 10–2 mol Mol H2SO4 = 100 mL × 0,4 M = 40 mmol = 4 × 10–2 mol 2NH4OH(aq) + H 2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq) + 2H 2O() Mula-mula : 8 × 10 –2 4 × 10–2 – _ Reaksi : 8×10 –2 4 × 10–2 4 × 10–2 8 × 10–2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –2 Sisa : – – 10× 4 8 × 10–2 mol( NH4 )2 SO4 volume total
0,4M
HCOONa(aq)
→
0,05M
HCOO–(aq) + Na+(aq) 0,05M
0,05M
HCOO–(aq) + H2O() HCOOH(aq) + OH–(aq) Na+(aq) + H2O()
→ /
[OH–] =
Kw Ka
×M
=
Kw Ka
× [HCOO − ]
= =
= 2 × 10 −1 L = 0,2 M (NH4)2SO4 berasal dari asam kuat (H 2SO4) dan basa lemah (NH4OH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat asam. →
Larutan HCOONa terbentuk dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga akan terhidrolisis sebagian dan bersifat basa.
10−14 1,8 × 10−4
× 0,05
2,77 × 10−12 = 1,67 × 10 –6
pOH = –log [OH–] = –log 1,67 × 10 –6
4 × 10 −2 mol
0,2M
= 2 × 10–5
Mol HCOONa = 0,005 mol
10 −14
(NH4)2SO4(aq)
× 0,4
NaOH(aq)+ HCOOH(aq)→ HCOONa(aq) + H2O() Mula-mula :0 ,005 0,005 – Reaksi :0 ,005 0,005 0,005 0,005 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,005 0,005
Kb × [M+ ]
[(NH4)2SO4] =
10−5
10. Mol NaOH = 0,05 L × 0 ,1 M = 0,005 mol Mol HCOOH = 0,05 L × 0,1 M = 0,005 mol Ka H COOH = 1,8 × 10 –4
×M
−5 11 × 0
10 −14
= –log (2 × 10–5) = 5 – log 2 Jadi, pH larutan garam yang terbentuk sebesar 5 – log 2.
Kw Kb
Kw + × [NH4 ] Kb
−10
[H+] =
[M+] = 1
[H ] =
= 4 × 10 pH = –log [H +]
Kw × M Kb
×
→ /
Kw ×M Kb
+
=
[H+] =
10 −14
K+(aq) + H2O()
=
pH = 5 pH = –log [H +] 5 = –log [H +] –log 10–5 = –log [H+] [H+] = 10 –5
10–10 = 1× 10−5
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq)
2NH4+(aq) + SO42–(aq) 0,2M
= 6 – log 1,67 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 1,67) = 8 + log 1,67 Jadi, pH larutan garam tersebut sebesar 8 + log 1,67.
Kimia Kelas XI
59
A.
Pilihan Ganda
4. Jawaban: b pH setelah penambahan H 2SO4 = 3 – log 2 pH = –log [H +]
1. Jawaban: c H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq)
+
[H2+SO4] = 0,02 M [H ] = [H 2SO4] × valensi
3–log +2 = –log [H–3] [H ] = 2 × 10 M
= (2 × 10–2) × 2
H2SO4(aq)
= 4 × 10–2 M [OH–] =
Kw
=
[H + ]
1 × 10 −14 4,0 × 10 −2
= 2,5 × 10–13 M
OH –
Jadi, konsentrasi ion dalam larutan H2SO4 0,02 M sebesar 2,5 × 10–13 M. 2. Jawaban: e LarutanA pH 3= pOH= 14–pH = 14 – 3 11 =
LarutanB
pOH= –log[OH 9 =–log[OH
–] –]
[HCOOH] =
K a × [HCOOH]
(1,8 × 10 −4 )[HCOOH] (6 × 10 −3 ) 2 1,8 × 10 −4
= 0,2 M
Mol HCOOH = M HCOOH × VHCOOH = 0,2 M × 0,5 L = 0,1 mol Massa HCOOH = mol HCOOH × M r HCOOH = 0,1 × 46 = 4,6 gram Jadi, massa HCOOH dalam 500 mL larutan sebanyak 4,6 gram.
60
Ulangan Tengah Semester
[H2SO4] =
2 × 10 −3 2
= 1 × 10 –3 M
Volume H2SO4 yang ditambahkan ke dalam air:
3. Jawaban: b
6 × 10–3 =
Valensi
M2 = 1 × 10–3 M
[OH–] = 10 –11 [OH–] = 10 –9 Perbandingan [OH –] dalam larutan A dengan larutan B = 10 –11 : 10–9 =0 ,01 : 1 = 1 :1 00 Jadi, perbandingan [OH–] dalam larutan A dengan larutan B sebesar 1 : 100. Ka × a =
⎡H+ ⎤ ⎣ ⎦
[H2SO4] =
M1 = 8 M
pOH= 14–pH = 14 – 5 9 =
11 = –log [OH –]
[H+] =
2H+(aq) + SO42–(aq)
V2 = 4 L
pH 5=
pOH = –log [OH –]
→
[H+] = [H 2SO4] × valensi
V1 · M1 = V2 · M2 V1 · 8 = 4 · (1 × 10 –3) V1 =
4 × 10−3
= 5 × 10–4 L = 5 × 10 –1 mL
8
Jadi, volume H2SO4 8 M yang ditambahkan ke dalam air sebanyak 0,5 mL. 5. Jawaban: a pH = 12 + log 4 pOH = 14 – pH = 14 – (12 + log 4) = 2 – log 4 pOH = –log [OH –] 2 – log 4 = –log [OH –] [OH–] = 4 × 10 –2 Ca(OH)2(aq)
→
Ca2+(aq) + 2OH–(aq)
[Ca(OH)2] =
1 2
× [OH–]
=
1 2
× 4 × 10–2 = 2 × 10–2 M
Mol Ca(OH)2 = M · V = 2 × 10–2 M × 8 × 10 –1 L = 0,016 mol Massa Ca(OH)2 = mol · Mr Ca(OH)2 = 0,016 · 74 = 1,184 gram Jadi, massa Ca(OH)2 sebanyak 1,184 gram.
6. Jawaban: e VHCl murni = 1,2 mL = 1,2 × 10 –3 L P = 76 cm Hg = 1 atm Vlarutan = 10 mL = 10–2 L R = 0,08 L · atm/mol K T = (27 + 273) K = 300 K P·V=n· R·T 1 × 1,2 × 10 –3 = n · 0,08 · 300 n=
1,2 × 10 −3 0,08 ⋅ 300
nHCl Vtotal
=
M2 = α
=
5
= 5 × 10–3 M
HCl(aq) → H +(aq) + Cl –(aq) [H+] = 5 × 10 –3 M pH = –log [H +] = –log 5 × 10 –3 = 3 – log 5 = 3 – 0,7 = 2,3 Jadi, pH larutan HCl adalah 2,3.
[NH4OH] = [OH–] =
0,3 mol 3L
→
[Al(OH)3] = =
= 0,1 M
= 3,2 × 10–3 mol
mol volume 3,2 × 10 −3 mol 0,1L
= 3,2 × 10–2 M
[OH–] =
Kb × b
=
K b × [Al(OH) 3 ]
=
(10 −5 )(3,2 × 10 −2 )
=
3,2 × 10 −7
= 5,6 × 10–4 M pOH = –log [OH –] = –log (5,6 × 10 –4) = 4 – log 5,6 pH = 14 – (4 – log 5,6)
=
Kb ⋅ [NH4OH]
=
(1 × 10 −5)(0,1)
=1×
0,25 g 78
Al(OH)3(aq) Al3+(aq) + 3OH–(aq)
NH4OH(aq)
Kb × b
10–3
= 10x2 = x 10
x 10 .
= 0,3 mol
NH3(aq) + H2O()
0,2x 2 0,02
Jadi, setelah diencerkan derajat ionisasi menjadi
7. Jawaban: e Mol NH3 =
=
= 0,02 M
Mol Al(OH)3 =
−
5 × 10 10 −2
6,72 L 22,4 L
Kb b
0,004 0,2
9. Jawaban: c Massa Al(OH)3 = 250 mg = 0,25 g
= 5 × 10–5 mol nHCl = 5 × 10–5 mol MHCl =
V1 · M1 = V2 · M2 0,02 · 0,2 = 0,2 · M 2
M
pOH = –log [OH –] = –log 1 × 10–3 = 3 – log 1 =3
= 10 + log 5,6 = 10,74 Jadi, pH larutan obat mag yang mengandung 250 mg Al(OH)3 adalah 10,74. 10. Jawaban: e pH = 6 pH = –log [H +] –log [H+] = –log 10–6 [H+] = 1 × 10 –6
pH = pK w – pOH = 14 – 3 = 11 Jadi, pH larutan NH 3 dalam 3 L air tersebut 11. 8. Jawaban: e K b = α2 · b = x2 · 0,2 = 0,2x2 Larutan diencerkan dari 20 mL menjadi 200 mL. V1 = 20 mL = 0,02 L V2 = 200 mL = 0,2 L M1 = 0,2 M
1×
[H+] =
Ka ⋅ a
10–6
1× 10 −10 ·a
=
−12 a = 1 × 10 −10 = 0,01 M
1 × 10
[HA] = a = 0,01 M Mol HA = 0,01 M × 0,5 L = 0,005 mol Massa HA = mol × M r HA = 0,005 × 27 = 0,135 g Jadi, massa HA yang terlarut sebanyak 0,135 gram.
Kimia Kelas XI
61
11. Jawaban: d ⎛ 20 + 20 + 20 ⎞ ⎟ mL = 20 mL Volume HCl rata-rata = ⎜ 3 ⎠ ⎝ ⎛ 12 + 13 + 14 ⎞ ⎟ mL 3 ⎠ ⎝
Volume Ba(OH)2 rata-rata = ⎜
3
= 13 mL
Jadi, konsentrasi CH3COOH adalah 0,2 M.
MBa(OH) = 0,1 M 2
VHCl × MHCl × valensi HCl = V Ba(OH) × M Ba(OH) 2
15. Jawaban: c Volume NaOH yang diperlukan untuk titrasi = 30 mL (V × M × valensi)CH COOH = (V × M × valensi)NaOH 3 (15 × M × 1)CH COOH = 30 × 0,1 × 1 3 MCH COOH = 0,2 M
2
× valensi Ba(OH)2 20 × MHCl × 1 = 13 × 0,1 × 2 MHCl = 0,13 M
16. Jawaban: a Mol H2SO4 = (3 × 10 –4) M × 0,5 L = 1,5 × 10–4 mol Mol KOH = (4 × 10 –4) M × 0,5 mL = 2 × 10–4 mol
Jadi, konsentrasi larutan HCl sebesar 0,13 M. 12. Jawaban: b Larutan penyangga dalam grafik titrasi tersebut terbentuk antara asam lemah dengan basa kuat menghasilkan sisa asam lemah dan garamnya. Keadaan ini dapat berlangsung sebelum titik ekuivalen titrasi tercapai. Pada grafik tersebut, titik ekuivalen terjadi pada range pH nomor 3). Pada range pH nomor 1), larutan yang terbentuk dominan asam lemah sehingga belum terbentuk penyangga. Pada range pH nomor 2), larutan sudah membentuk garam dan terdapat sisa asam lemah. Penambahan basa tidak terlalu berpengaruh sehingga pH cenderung sedikit berubah. Jadi, daerah kurva larutan penyangga terdapat pada nomor 2).
Mr NaOH = 40 g/mol Volume NaOH = 250 mL = 0,25 L mol NaOH volume
=
(aq)
2KOH +
→
K2SO4(aq) + 2H2O()
Sisa mol H2SO4 = 5 × 10–5 mol MH
SO
2
[H+]
sisa =
4
5 × 10 −5 mol 1L
dalam H2SO4 = MH
2
= 5 × 10 –5 M × valensi
SO
4
= 5 × 10–5 × 2 = 10 –4 M pH = –log [H +] = –log [10–4] = 4 Jadi, campuran yang terjadi mempunyai pH 4. 17. Jawaban: c VH SO = 50 mL 2
4
pH H2SO4 = 2 – log 3 pH = –log [H +]
13. Jawaban: c Massa NaOH = 4 gram
M NaOH =
H2SO4(aq)
–4 Mula-mula: 1,5 × 10–4 m ol 2 × 10mol – – Reaksi : 1 × 10 –4 m ol 2 × 10 –4 m ol 1 × 10 –4 mo l 2 × 10 –4 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –4 m ol 2 × 10 –4 mol Sisa :5 ×10 –5mol – 1×10
4g 40g/mol
0,25 L
= 0,4 M
VNaOH × MNaOH × valensi NaOH = VHCl × MHCl × valensi HCl 150 × 0,4 × 1 = 200 × M HCl × 1 60 = 200 × M HCl MHCl = 0,3 M
Jadi, konsentrasi larutan HCl yang digunakan sebesar 0,30 M. 14. Jawaban: d Mol KOH = mol CH3COOH Mol KOH = 0,2 mol Massa KOH = mol × Mr KOH = 0,2 mol × 56 g/mol = 11,2 gram Jadi, massa KOH yang dilarutkan sebanyak 11,2 gram.
2 – log +3 = –log [H–2+] [H ] = 3 × 10 M H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) [H2SO4] = =
1 2 1 2
× [H+] × 3 × 10 –2 M = 1,5 × 10 –2 M
Mol H2SO4 = [H2SO4] × V H
2SO4
= 1,5 × 10–2 M × 50 mL = 7,5 × 10–1 mmol = 0,75 mmol VKOH = 50 mL pH = 12 + log 2 pOH = 14 – pH = 14 – (12 + log 2) = 2 – log 2 pOH = –log [OH –] 2 – log 2 = –log [OH –] [OH–] = 2 × 10 –2 M Mol KOH = [KOH] × V KOH = 2 × 10–2 M × 50 mL = 1 mmol
62
Ulangan Tengah Semester
H2SO4(aq) + 2KOH (aq) → K2SO4(aq) + 2H2O() Mula-mula :0 ,75mmol 1mmol – – Reaksi :0 ,50 mmol 1 mmol 0,5 mmol 1 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,25mmol – 0,5mmol 1mmol
Vtotal = VH
+ V KOH
2SO4
= 50 mL + 50 mL = 100 mL [H2SO4]sisa = =
molH 2 SO4 sisa Vtotal
0,25 mmol 100 mL
= 0,0025 M = 2,5 × 10–3 M [H+] = [H 2SO4] × valensi –3
pH = –log [H +] = –log (5 × 10–3) = 3 – log 5 Jadi, pH larutan hasil titrasi adalah 3 – log 5. 18. Jawaban: e VNaOH × M NaOH × valensi NaOH 2SO4
× MH
2SO4
× valensi H2SO4
MolNaOH × 1 = 25 mL × 0,1 M × 2 Mol NaOH = 5 mmol = 5 × 10 –3 mol Massa NaOH = mol NaOH × M r NaOH = 5 × 10–3 Mol × (40 g/mol) = 0,2 gram Kadar NaOH dalam cuplikan massa NaOH
= massa cuplikan × 100% =
0,2 gram 0,5 gram
Mawal · 0,02 L = 0,0049 · 0,1 L Mawal = 0,0245 M Mol C2H5COOH dalam 250 mL larutan: 0,0245 M × 250 mL = 6,125 mmol Massa C2H5COOH dalam cuplikan: n × Mr = 6,125 mmol × 74 mg/mmol = 453,25 mg = 0,453 gram Berat cuplikan =
× 0,453 = 0,54 gram
20. Jawaban: c (mol × valensi)aspirin = (mol × valensi)KOH Mol aspirin × 1 = 0,15M × 15,75 × 10 –3 L × 1 Mol aspirin = 2,36 × 10 –3 mol Massa aspirin = mol aspirin × M r aspirin = 2,36 × 10–3 × 180 = 0,425 gram Jadi, massa aspirin dalam tablet sebesar 0,425 gram. 21. Jawaban: e Campuran CH 3 COOH dengan CH membentuk penyangga asam. pH = 5 – log 4 pH = –log [H +] –log [H+] = 5 – log 4
3 COONa
–log [H+] = –log 4 × 10 –5 [H+] = 4 × 10 –5
× 100% = 40%
Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan tersebut sebesar 40%. 19. Jawaban: d Misal [C2H5COOH] = y M Mol KOH = 12,25 mL × 0,02 M = 0,245 mmol Mol C2H5COOH = 50 mL × y M = 50y mmol C2H5COOH(aq) + KOH (aq)
100 84
Jadi, sampel yang dilarutkan sebanyak 0,54 gram.
= 2,5 × 10 ×2 = 5 × 10 –3 M
= VH
Konsentrasi C 2H5COOH dalam larutan awal 250 mL:
→
C2H5COOK(aq) + H2O()
Mula-mula : 50y 0,245 – – Reaksi : 0,245 0,245 0,245 0,245 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :– – 0,245 0,245
Konsentrasi C 2H5COOH dalam 50 mL larutan encer = 0,245. 50y – 0,245 = 0
[H+] = Ka ×
[CH3COOH] [CH3COONa]
4 × 10–5 = 2 × 10 –5 × 4 × 10–5 = 2 × 10 –5 × Mol CH3COONa =
mol CH3COOH/ volume total mol CH3 COONa/ volume total 0,2 mol CH3COONa
10 –1
mol
Mol CH3COONa = VCH
3COONa
0,1 mol = V CH
3COONa
VCH
3COONa
× MCH
3COONa
× 0,1 M
= 1 L = 1.000 mL
Jadi, volume CH 3COONa yang dicampurkan sebanyak 1.000 mL.
22. Jawaban: d Larutan penyangga adalah campuran dari: 50y = 0,245 1) asam lemah dengan garamnya; 0,245 2) basa lemah dengan garamnya; y= 50 3) asa m lemah den gan basa ku at dan j ika = 0,0049M (konsentrasi dalam 100 mL direaksikan sisa asam lemah; larutan encer) 4) bas a lemah den gan asam ku at dan j ika MC H COOH = 0,0049 2 5 direaksikan sisa basa lemah.
Kimia Kelas XI
63
Berdasarkan hal tersebut, penjelasan untuk tiaptiap campuran sebagai berikut. 1)
VKOH = 100 mL = 0,1 L
5)
Campuran KOH dengan CH 3COOK tidak dapat membentuk larutan penyangga karena merupakan campuran basa kuat dan garamnya.
Jadi, campuran larutan yang dapat membentuk larutan penyangga adalah campuran pada opsi d.
MKOH = 0,2 M Mol KOH = V KOH × M KOH = 0,1 L × 0,2 M = 0,02 mol VHCN = 100 mL = 0,1 L MHCN = 0,1 M Mol HCN = V HCN × MHCN = 0,1 L × 0,1 M = 0,01 mol KOH(aq) + HCN(aq) → KCN(aq) + H 2O() Mula-mula :0 ,02 0,01 – – Reaksi : 0,01 0,01 0,01 0,01 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,01 – 0,01 0,01
2)
Asam lemah habis bereaksi sehingga bukan merupakan larutan penyangga. Campuran NaOH dengan HCl tidak dapat membentuk larutan penyangga karena merupakan campuran basa kuat dan asam kuat.
3)
VNaOH = 100 mL = 0,1 L
23. Jawaban: b Larutan dikatakan bersifat penyangga jika pada larutan ditambahkan sedikit asam, basa, atau air, pH-nya cenderung tetap atau sedikit mengalami perubahan. Berdasarkan data percobaan, larutan Q dan R merupakan larutan penyangga karena mengalami sedikit perubahan harga pH. Larutan dikatakan bukan penyangga jika pada larutan ditambah sedikit asam, basa, atau air, terjadi perubahan pH yang cukup besar. Larutan yang bukan penyangga yaitu larutan P, S, dan T. 24. Jawaban: e Mol KOH = =
MNaOH = 0,1 M
=
Mol NaOH = NaOH × M NaOH = 0,1 L × 0,1 M = 0,01 mol VHCN = 100 mL = 0,1 L MHCN = 0,1 M Mol HCN = V HCN × MHCN = 0,1 L × 0,1 M = 0,01 mol →
NaOH(aq) + HCN (aq) NaCN(aq) + H2O() Mula-mula :0 ,01 0,01 – – Reaksi :0 ,01 0,01 0,01 0,01 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :– – 0,01 0,01
Asam lemah habis bereaksi sehingga bukan merupakan larutan penyangga. 4)
VNH
4OH
MNH
4OH
= 100 mL = 0,1 L
4OH
0,14 g
( (1 × 39) + (1 × 16) + (1 × 1) ) g/mol 0,14 g 56 g/mol
10 1.000
= 0,0025 mol
L × 1 M = 0,01 mol
pH HA = 3 –log [H+] = 3 –log [H+] = –log (1 × 10 –3) [H+] = 1 × 10 –3
1×
[H+] =
Ka × a
10–3
K a × [HA]
=
1 × 10–3 =
Ka × 1
Ka = 1 × 10 –6
× M NH
4OH
= 0,1 L × 0,2 M = 0,02 mol VHCl = 100 mL = 0,1 L MHCl = 0,1 M Mol HCl = V HCl × MHCl = 0,1 L × 0,1 M = 0,01 mol NH4OH(aq) + HCl (aq) Mula-mula : 0,02 0,01
Mol HA =
massa KOH (1 × A r K) + (1 × A r O) + (1 × A H) r
1 × 10–6 = Ka × 1
= 0,2 M
Mol NH4OH = V NH
=
massa KOH Mr KOH
→
NH4Cl(aq) + H2O() – –
Reaksi : 0,01 0,01 0,01 0,01 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,01 – 0,01 0,01
Campuran mengandung basa lemah dan garamnya sehingga dapat membentuk larutan penyangga.
KOH(aq) + HA(aq) → KA(aq) + H2O() Mula-mula : 0,0025mol 0,01mol – – Reaksi : 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,0075mol 0,0025mol 0,0025mol
[H+] = Ka × = Ka ×
[HA] [KA] mol HA/ volume total mol KA/ volume tota l
= 1 × 10–6 × [H +]
0,0075 3 0,0025
= 3 × 10 –6
pH = –log = –log (3 × 10–6) = 6 – log 3 Jadi, pH larutan yang terbentuk adalah 6 – log 3.
25. Jawaban: b pH CH3COOH (mula-mula) Ka × a
[H+] = =
2 × 10−5 × 0,05
=
10−6
mol NH4OH mol NH4Cl
2 × 10−5
=
KOH(aq) + CH3COOH(aq) yM
= –log 10–3 =3 60
Mol CH COOH =
L × 0,05 M
1.000
3
= 0,003 mol 40 1.000
L × 0,05 M
= 0,002 mol CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O() Mula-mula : 0,003mol 0,002mol – – Reaksi :0 ,002mol 0,002mol 0,002mol 0,002mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,001mol – 0,002mol 0,002mol
Reaksi bersisa asam lemah dan garamnya (larutan penyangga). Volume total = (40 + 60) mL = 100 mL
yM
6 20
=
3 10
[H+] = Ka × [ ] G [H+] = 2 × 10 –5 × = 2 × 10–5 ×
mol asam/volume total mol garam/volume total
→
0,002 ×
1.000 100
pH = –log [H +] = –log 1 × 10–5 =5 Jadi, pH larutan sebelum dan sesudah penambahan NaOH berturut-turut yaitu 3 dan 5. 26. Jawaban: e pH = 8 + log 6 pOH = 14 – pH = 14 – (8 + log 6) = 6 – log 6 pOH = –log [OH –] –log [OH–] = 6 – log 6 –log [OH–] = –log 6 × 10 –6 [OH–] = 6 × 10 –6 [OH–] = Kb ×
[NH4OH] [NH4Cl]
[OH–] = Kb ×
mol NH4 OH/ volume total mol NH4Cl/ volume total
CH3COOK(aq) + H2O()
yM
yM
yM
K+(aq) + CH3COO–(aq) yM
CH COO–(aq)+ H O() CH COOH(aq)+ OH–(aq) 3
2
3
K+(aq) + H 2O() → / pH = 9 pOH = 14 – 9 = 5 5 = –log [OH –] [OH–] = 10 –5 M
CH3COOK berasal dari basa kuat KOH dengan asam lemah CH3COOH. [OH–] = 10–5 =
Kw Ka
⋅M =
10−14 10−5
Kw Ka
⋅ [CH3COO− ]
⋅y
−14
10–10 =
10
10–10
=
10–9
y=
10 −10 10 −9
0,001 × 1.000 100
10–5
→
yM
CH3COOK(aq)
[A]
=1×
6 × 10−6
27. Jawaban: a
= –log [H +]
Mol NaOH =
=
mol NH4OH mol NH4Cl
Jadi, perbandingan antaramol NH4OH dengan mol NH4Cl = 3 : 10.
= 10–3 M pH
6 × 10–6 = 2 × 10–5 ×
10 −5
·y ·y
y = 10 –1 M [KOH] = 10 –1 M Mol KOH = [KOH] × volume = 10–1 M × 1 L = 10 –1 mol Massa KOH = mol × M r = 0,1 mol × 56 g/mol = 5,6 gram Jadi, massa KOH yang diperlukan sebesar 5,6 gram. 28. Jawaban: d Garam yang pH-nya lebih besar dari 7 adalah garam basa. Garam yang bersifat basa merupakan garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat atau dari asam lemah dengan basa lemah dengan harga Kb lebih besar daripada K a. 1)
2)
(NH 4 ) 2 SO 4 terbentuk dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (H2SO4) sehingga garam bersifat asam. Na2CO3 terbentuk dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H 2CO 3) sehingga garam bersifat basa.
3)
KCN terbentuk dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HCN) sehingga garam bersifat basa. 4) CH 3COONa terbentuk dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga garam bersifat basa. 5) K2SO4 terbentuk dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (H2SO4) sehingga garam bersifat netral. Jadi, garam yang pH-nya lebih dari 7 adalah nomor 2), 3), dan 4).
4)
Mol CH3COOH = Mol NaOH =
Mol HCl =
100 1.000
100 1.000
= Kb ×
L × 0,03 M = 0,003 mol
5)
Mol CH3COOH = Mol NaOH =
0,001 0,002
= 5 × 10 –6
120 1.000
L × 0,1 M = 0,01 mol
L × 0,1 M = 0,012 mol →
CH3COONa(aq) + H2O()
31. Jawaban: c VCH COOH = 25 mL = 0,025 L 3 VNaOH = 25 mL = 0,025 L nCH3COOH = MCH3COOH · V CH3COOH = 0,2 × 0,025 = 0,005 mol
30. Jawaban: b 1) 100 mL CH 3COOH 0,1 M dan 50 mL asam klorida 0,1 M Campuran antara asam lemah dan asam kuat tidak menghasilkan larutan penyangga. 100 mL CH 3COOH 0,1 M dan 100 mL asam klorida 0,1 M Campuran antara asam lemah dan asam kuat tidak menghasilkan larutan penyangga.
nNaOH = MNaOH · V NaOH = 0,2 × 0,025 = 0,005 mol CH3COOH(aq) + NaOH(aq)
100 1.000
80 1.000
nCH
Ulangan Tengah Semester
+ V NaOH
= 0,025 + 0,025 = 0,05 L nCH3COONa
CH3COONa(aq) + H2O()
Reaksi tersebut menghasilkan sisa asam lemah dan garamnya sehingga dapat membentuk larutan penyangga.
CH3COONa(aq) + H2O()
= 0,005 mol 3COOH
L × 0,1 M = 0,008 mol →
3COONa
Vtotal = VCH
L × 0,1 M = 0,01 mol
CH3COOH(aq) + NaOH(aq)
→
Mula-mula : 0,005 0,005 – – Reaksi : 0,005 0,005 0,005 0,005 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :– – 0,005 0,005
100 mL CH 3COOH 0,1 M dan 80 mL NaOH 0,1 M
Mula-mula:0 ,01mol 0,008mol – – Reaksi : 0,008 mol 0,008 mol 0,008 mol 0,008 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :0 ,002mol – 0,008mol 0,008mol
66
CH3COONa(aq) + H2O()
Reaksi menghasilkan sisa basa kuat dan garam (bukan larutan penyangga). Jadi, larutan penyangga dapat dibuat dengan mencampurkan 100 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 80 mL larutan natrium hidroksida 0,1 M.
mol NH4 Cl/ volume total
Mol NaOH =
100 1.000
CH3COOH(aq) + NaOH(aq)
mol NH4OH/ volume total
Mol CH3COOH =
→
100 mL CH 3COOH 0,1 M dan 120 mL NaOH 0,1 M
[NH4OH] [NH4 Cl]
pH= 14 – pOH = 14 – (6 – log 5) = 8 + log 5 Jadi, pOH dan pH campuran tersebut secara berurutan adalah 6 – log 5 dan 8 + log 5.
3)
L × 0,1 M = 0,01 mol
Mula-mula : 0,01mol 0,012mol – – Reaksi : 0,01mol 0,01mol 0,01mol 0,01mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :– 0,002mol 0,01mol 0,01mol
pOH = –log [OH –] = –log 5 × 10–6 = 6 – log 5
2)
L × 0,1 M = 0,01 mol
Reaksi hanya tersisa garam (bukan larutan penyangga)
L × 0,02 M = 0,002 mol
= 1 × 10–5 ×
100 1.000
Mula-mula :0 ,01mol 0,01mol – – Reaksi : 0,01mol 0,01mol 0,01mol 0,01mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,01 mol 0,01 mol
NH4OH(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) + H2O() Mula-mula: 0,003 0,002 – – Reaksi: 0,002 0,002 0,002 0,002 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa: 0,001 – 0,002 0,002
[OH–] = Kb ×
100 1.000
CH3COOH(aq) + NaOH(aq)
29. Jawaban: d Mol NH4OH =
100 mL CH 3COOH 0,1 M dan 100 mL NaOH 0,1 M
0,005
Vtotal MCH3COONa= = 0,05 = 0,1 M CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) 0,1
0,1
0,1
[OH–] = = = = =
pH = pK w – pOH
Kw Ka
⋅M
Kw
⋅ [CH3COO −]
Ka
= 14 – (6 – log 6,08) = 8 + log 6,08 Jadi, pH larutan adalah 8 + log 6,08. 33. Jawaban: c
10 −14
⋅ 0,1
10−5
Mol (NH4)2SO4 =
10 −15
=
10−5
(NH4)2SO4 =
pOH = –log [OH –] = –log10–5 =5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 atau 9 + log 1 Jadi, pH larutan yang terbentuk adalah 9 + log 1.
mol volume
Mol CH3COOH =
40 mL 1.000 mL
20 mL 1.000 mL
× 0,1 M = 0,004 mol
(NH4)2SO4(aq) 0,05
→
mol HCOONa
0,004 mol
[HCOONa] = volume total = 0,06 L = 0,067 Garam HCOONa berasal dari basa kuat dan asam lemah sehingga bersifat basa. HCOONa(aq)
→
0,067 M
HCOO–(aq) + Na+(aq) 0,067 M
0,067 M
HCOO–(aq) + H2O() HCOOH(aq) + OH–(aq) Na+(aq) + H2O()
/
⎯→
[OH–] =
Kw Ka
×M
=
Kw Ka
× [HCOO − ]
=
10 −14 × 0,067 1,8 × 10 −5
37 × 10 −12
= 6,08 ×
10–6
pOH = –log [OH –] = –log 6,08 × 10–6 = 6 – log 6,08
= 0,05 M
0,05
NH4+(aq) + H2O() NH4OH(aq) + H+(aq)
[H+] =
Kw Kb
×M
=
Kw Kb
× [NH4+ ]
=
10 −14 × 0,1 1× 10 −5
HCOONa(aq) + H2O()
Mula-mula : 0,004 0,004 – – Reaksi : 0,004 0,004 0,004 0,004 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,004 0,004
0,05 mol 1L
2NH4+(aq) + SO42–(aq)
→
0,1
× 0,2 M = 0,004 mol
HCOOH(aq) + NaOH (aq)
=
Garam (NH 4) 2SO 4 terbentuk dari asam kuat (H 2SO 4) dan basa lemah (NH 4OH) sehingga bersifat asam.
SO42–(aq) + H2O()
32. Jawaban: d
=
6,6 g 132 g/mol
= 0,05 mol
–5 10 −10 = 10 M
Mol NaOH =
massa (NH4 ) 2SO 4 Mr (NH4 )2SO4
/
⎯→
= 1× 10 −10 = 1 × 10–5 pOH = –log [OH –] = –log (1 × 10–5) =5 pH = pK w – pOH = 14 – 5 =9 Jadi, pH garam (NH4)2SO4 yang terbentuk adalah 9. 34. Jawaban: a Garam CH 3COONa berasal dari asam lemah (CH 3COOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga garam bersifat basa. CH3COONa(aq)
→
CH3COO–(aq) + Na+(aq)
CH3COO–(aq) + H2O() CH3COONa(aq) + OH–(aq) Na+(aq) + H2O()
/
⎯→
pH = 8 pOH = 14 – pH = 14 – 8 =6
Kimia Kelas XI
67
pOH = –log [OH –] –log [OH–] = –log 10 –6 [OH–] = 10 –6 [OH–] =
Kw ×M Ka
[OH–] =
Kw × [CH3COO − ] Ka
Ca2+(aq) + H2O()
10 −14
CH3COO–(aq) + H2O() CH3COOH(aq) + OH–(aq)
10–6 = 10–12 =
10 −5 10 −14 10 −5
Ca(CH3COO)2(aq)
× [CH3COO − ]
=
Mol CH3COONa = M CH COONa × V CH
3COONa
= 10–3 × 2 = 2 × 10 –3 mol Massa CH3COONa = mol CH3COONa × Mr CH3COONa = 2 × 10–3 × 82 = 164 × 10–3 gram = 164 mg Jadi, massa CH3COONa yang terlarut dalam 2 L larutan sebanyak 164 mg. 35. Jawaban: b Garam KX berasal dari asam lemah HX dan basa kuat KOH sehingga bersifat basa. 0,25 M
→
K+(aq) + X–(aq) 0,25 M
K+(aq) + H2O()
0,25 M
/
⎯→
X+(aq) + H2O() HX(aq) + OH–(aq) pH = 9 pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5 – log [OH–] = 5
[OH–] = [OH–] = 10–5 =
Kw Ka
Ka =
× [X − ]
× 0,25
2,5 × 10 −15 10 −10
= 2,5 × 10–5
Jadi, Ka asam HX sebesar 2,5 × 10–5.
68
−
× [CH3COO ]
10 −14 1 × 10 −5
× 0,1
= 1 × 10 −10 = 1 × 10–5 pOH = –log [OH –] = –log 1 × 10–5 =5 pH = pK w – pOH = 14 – 5 =9 Jadi, pH larutan Ca(CH 3COO)2 adalah 9. 37. Jawaban: c Larutan Zn(NO3)2 merupakan larutan garam yang berasal dari basa lemah (Zn(OH)2) dan asam kuat 3) sehingga garam ini bersifat asam. Larutan (HNO KBr merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (HBr) sehingga garam ini bersifat netral. Larutan Na 2 HPO 4 merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H 3PO4) sehingga garam ini bersifat basa. Larutan KNO2 merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HNO 2) sehingga garam ini bersifat basa.
pH = 4
10 −14 × 0,25
10−14 Ka
Kw Ka
×M
Larutan CH3COOH
×M
Ka
10–10 =
=
Kw Ka
Ulangan Tengah Semester
0,1 M
/
⎯→
38. Jawaban: d
[OH–] = 10 –5 Kw Ka
Ca 2+(aq) + 2CH3COO–(aq)
→
0,05 M
× [CH3COO–]
[CH3COONa] = [CH3COO–] = 1 × 10–3 M
3
5M 0,0
[OH–] =
[CH3COO–] = 10 –3 M
KX(aq)
36. Jawaban: d Ca(CH3COO)2 merupakan garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah. Dengan demikian, anionnya mengalami hidrolisis sehingga bersifat basa.
–log [H+] = –log 10 –4 [H+] = 10 –4 [H+] =
Ka × a
10–4
K a × 0,001
=
10–8 = Ka × 0,001 Ka = 10–5
Ca(CH3COO)2 berasal dari basa kuat Ca(OH) 2 dan asam lemah CH 3COOH. Ca(CH3COO)2(aq) 0,8 M
→
Ca 2+(aq) + 2CH3COO–(aq)
0,8 M
1,6 M
40. Jawaban: e Amonium nitrat = NH 4NO3 Amonium nitrat berasal dari asam kuat (HNO 3) dan basa lemah (NH4OH) sehingga bersifat asam.
CH3COO–(aq) + H2O() CH3COOH(aq) + OH–(aq)
NH4NO3(aq)
Ca2+(aq) + H2O()
NH4+(aq) NO3–(aq)
[OH–] = = =
/
⎯→
Kw Ka
×M
Kw Ka
× [CH3COO− ]
10−14 10 −5
+ H2O() NH4OH(aq) + H+(aq) + H2O()
⎯→
g Mr
1.000 V (mL)
[NH4NO3] = [NH4+]
= [NH4NO3] +
–6
–log [H+] = –log 10 [H ] = 10 –6
= 4 × 10 –5
[H+] =
Kw Kb
×M
[H+] =
Kw Kb
× [NH4+ ]
[H+] =
Kw g 1.000 × × K b Mr V (mL)
10 –5
pOH = –log 4 × = 5 – log 4
pH = 14 – (5 – log 4) = 9 + log 4 Jadi, pH larutan tersebut adalah 9 + log 4. 39. Jawaban: d NaCN merupakan garam dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah HCN.
10–6 = 10–6 =
M1 = 0,2 M V1 = 50 mL
10–12 =
V2 = 100 mL Molaritas NaCN setelah diencerkan
g=
M1 × V 1 = M2 × V 2 0,2 M × 50 mL = M 2 × 100 mL M2 = 0,1 M
Na+(aq) + H2O()
10−14 10−5 10 −13 10 −5 10 −13
×
g 1.000 × 80 100
×
g 80
×
10 −5
g 80
10−12 × 10 −5 × 80 10 −13
g = 8 × 10 –3 g = 0,008 gram = 8 mg Jadi, massa amonium nitrat yang dilarutkan sebanyak 8 mg.
NaCN(aq) → Na+(aq) + CN –(aq) 0,1 M
×
/
pH = 6
× 1,6
= 16 × 10 −10
0,1 M
NH4+(aq) + NO3–(aq)
→
0,1 M
/
B.
Urai an
CN–(aq) + H2O() HCN(aq) + OH–(aq)
1.
pH NH 4OH = pH Ba(OH)2 [OH–] = [Ba(OH) 2] × valensi = 5 × 10–4 × 2 = 1 × 10 –3
[OH–] =
Kw Ka
⎯→
×M = =
Kw Ka
× [CN− ]
10−14 10
−9
× 0,1
10 −6 = 10–3 M = pOH = –log [OH –] = log 10–3 =3 pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11 Jadi, pH larutan yang terjadi sebesar 11.
pOH = –log [OH –] = –log (1 × 10 –3) = 3 pH = pK w – pOH = 14 – 3 = 11 [OH–] dalam Ba(OH)2 = [OH–] dalam NH4OH [OH–] = 10–3
=
Kb × b K b × 0,01
10–6 = Kb × 0,01 Kb = 1 × 10 –4 Jadi, Kb NH4OH sebesar 1 × 10–4.
Kimia Kelas XI
69
2. Mol NH 3 = 0,2 mol Volume air = 250 mL = 0,25 L α = 1% = 0,01 [NH3] = α
mol volume
0,2 mol 0,25 L
=
5. Pers amaan re aksi pa da pene tral an ters ebut sebagai berikut. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq)
= 0,8 M
NaHCO3(aq) + HCl(aq)
Kb M
=
Misal massa Na 2CO3 = x gram massa NaHCO3 = (1,372 – x) gram
0,8 Kb 0,8
1 × 10–4 =
Mol
= 8 × 10–5 Jadi, Kb amonia dalam larutan sebesar 8 × 10–5. 3. NH4OH(aq)
[OH–] = b ·
NH+4(aq)
3,5 35
mol volume
[NH4OH] =
α
x mol 106 (1,372 − x) NaHCO3 = 84
Mol Na2CO3 =
Kb = (1 × 10–4)(0,8)
mol NH4OH =
+
OH –(aq)
NaCl(aq)
0,1
= [NH4OH] ·
= 2,5 × pOH = –log [OH –]
10–3
x mol 106
2x mol 106
1,372 − x mol 84
= 0,4 = 0,25 M
M
= 3 – log 2,5 pH = pK w – pOH = 11 + log 2,5 tersebut sebesar
4. Massa KOH = 5,6 gram Mr KOH = 56 g/mol Volume KOH = 200 mL
=
g Mr
×
1.000 V (mL)
5,6 56
×
1.000 200
= 0,5 M
→
K 2SO4(aq) + 2H 2O()
VKOH · M KOH · valensi = VH2SO4 · MH2SO4 · valensi 200 · 0,5 · 1 = 500 · M H SO · 2 2
2SO4
4
= 0,1 M
Jadi, konsentrasi larutan H 2SO4 adalah 0,1 M.
70
1,372 − x mol 84
1,372 − x 84
Mol HCl =
2x 106
+
0,02130 =
2x 106
+ 1,372 − x
0,02130 =
2x 106
1,372 − x 84
0,02130 =
168x + 145,432 − 106x 8.904
84
+
Massa NaHCO3 = (1,372 – 0,713) gram = 0,659 gram Jadi, massa Na2CO3 = 0,713 gram dan massa NaHCO3 = 0,659 gram. 6. Mol (NH 4)2SO4 = =
mmol ekuivalen KOH = mmol ekuivalen H2SO4
MH
+ CO2(aq)
1,372 − x mol 84
189,6552 = 168x + 145,432 – 106x 62x = 44,2232 x = 0,713 gram
Campuran larutan membentuk larutan netral (pH = 7) dengan persamaan reaksi sebagai berikut. 2KOH(aq) + H 2SO4(aq)
x mol 106
→
+ H2O()
= 14 – (3 – log 2,5) 4 OH
x mol 106
Total mol HCl yang diperlukan untuk bereaksi dengan Na2CO3 dan NaHCO3 sebagai berikut. Mol ekuivalen HCl = 0,029 L × 0,7344 N = 0,02130 mol Mol HCl = 0,02130 mol Dari persamaan reaksi diketahui bahwa:
= –log 2,5 × 10–3
Jadi, pH larutan NH 11 + log 2,5.
2x mol 106
1,372 − x mol 84
1,372 − x mol 84
α
mol
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O() + CO2(aq)
NaHCO3(aq) + HCl(aq)
= 0,1 mol
= 0,25 × 0,01
[KOH] =
→
NaCl(aq) + H 2O() + CO 2(aq)
Kb
0,01 =
→
2NaCl(aq) + H 2O() + CO 2(aq)
Ulangan Tengah Semester
Mol NH4OH =
massa (NH4 )2SO4 Mr (NH 4) 2SO 4
1,98 gram 132 gram/mol
250 1.000
= 0,015 mol
L × 0,2 M = 0,05 mol
pH = 9 + log 3 pOH = 14 – pH = 14 – (9 + log 3) = 5 – log 3
pOH –log [OH–] –log [OH–] [OH–]
= –log [OH –] = 5 – log 3 = –log 3 × 10 –5 = 3 × 10 –5 [NH4 OH] 2 × [(NH4 )2SO4 ]
[OH–] = Kb ×
mol NH4 OH/ volume total
= Kb ×
2 × mol (NH 4) 2SO4/ volume total 0,05 2 × (0,015)
3 × 10–5 = Kb ×
Kb = 1,8 × 10–5 b
Mol KOH =
200 1.000
L × 0,8 M = 0,32 mol
KOH(aq) → C6H5COOK(aq) + H2O()
Mula-mula :0 ,32mol 0,12mol – – Reaksi : 0,12mol 0,12mol 0,12mol 0,12mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :0 ,20mol – 0,12mol 0,12mol
= Ka × 10–4 = Ka ×
pH = –log [H +] = –log (1 × 10 –3) = 3 Setelah penambahan NaCN Mol HCN = 0,5 L × 0,1 M = 0,05 mol Mol NaCN = 0,5 mol [HCN] [NaCN] mol HCN/ volume total mol NaCN/ volume total
0,05 0,5
= 10–5 × [H+] = 10 –6
= –log 10–6 =6 Jadi, larutan mengalami kenaikan pH 2 kali lipat. 50 1.000
9. Mol KOH =
pH = 4 pH = –log [H +] –log [H+] = 4 –log [H+] = –log 10 –4 [H+] = 10 –4 [H+] = Ka ×
10 −6 = 10–3
pH = –log [H +]
L × 0,6 M = 0,12 mol
C6H5COOH(aq) +
=
= Ka ×
4
400 1.000
10 −5 × 0,1
[H+] = Ka ×
Jadi, K NH OH adalah 1,8 × 10–5. 7. Mol C 6H5COOH =
=
50 1.000
Mol HF =
L × 0,1 M = 0,005 mol
L × 0,1 M = 0,005 mol
KOH(aq) + H F(aq)
→
KF (aq)
+ H2O()
Mula-mula : 0,005 mol 0,005 mol – – Reaksi : 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,005mol 0,005mol molKF 0,005 mol
[C6H5COOH] [C6H5COOK]
mol C 6H5COOH/ volume total mol C 6H5COOK/ volume total 0,20 0,12
0,1L [KF] = volume total = = 0,05 M Garam KF berasal dari asam lemah (HF) dan basa kuat (KOH).
Ka = 6 × 10–5
KF(aq)
pH = 3 – log 3
→
0,05 M
K +(aq) + F –(aq) 0,05 M
0,05 M
–log [H+]= 3 – log 3
K+(aq) + H2O()
–log [H+] = –log 3 × 10 –3
F–(aq) + H2O() HF(aq) + OH–(aq)
[H+] = 3 × 10 –3 [H+] = 3 × 10–3 =
[OH–] =
Ka × a
6 × 10−5 × a
=
9 × 10–6 = 6 × 10–5 × a [OH–] =
a = 0,15 M Jadi, konsentrasi larutan C 0,15 M.
6H 5COOH
8. Sebelum penambahan NaCN [H+] = =
Ka × a K a × [HCN]
adalah
Kw Ka
/
⎯→
×M
Kw Ka
× [F− ] =
10 −14 1× 10 −4
× 0,05
5 × 10 −12
= 2,2 × 10–6 pOH = –log (2,2 × 10 –6) = 6 – log 2,2 pH = 14 – (6 – log 2,2) = 8 + log 2,2 Jadi, pOH dan pH larutan tersebut secara berurutan adalah 6 – log 2,2 dan 8 + log 2,2.
Kimia Kelas XI
71
10. pH = 9 + log 3 pOH = 14 – pH = 14 – (9 + log 3) = 5 – log 3 pOH = –log [OH –] –log [OH–] = –log 3 × 10 –5 [OH–] = 3 × 10 –5 [OH–] = 3 × 10–5 =
Kb × b
Kb = 1,8 × 10–8
L +(aq) + NO 3–(aq)
L+(aq) + H2O() LOH(aq) + H+(aq) NO3–(aq) + H2O()
/
⎯→
pH = 5 –log [H+] = –log 10 –5 [H+] = 10 –5
72
[L+ ]
10–10 = 5,5 × 10–7 × [L +] [L+] =
1× 10 −10 5,5 × 10 −7
= 1,8 × 10 –4 M
[LNO3] = [L +] = 1,8 × 10 –4 M = (1,8 × 10–4) M × 0,75 L = 1,35 × 10–4 mol
Garam LNO3 terbentuk dari basa lemah LOH dan asam kuat HNO 3 sehingga bersifat asam. →
10 −14 1,8 × 10 −8
Mol LNO3 = [LNO3] × volume LNO3
Kb × 0,05
9 × 10–10 = Kb × 0,05
LNO3(aq)
10–5 =
[H+] =
Kw Kb
×M
=
Kw Kb
× [L+ ]
Ulangan Tengah Semester
Mr LNO3 = =
massa LNO3 mol LNO3
0,02 1,35 × 10−4
= 148 Mr LNO3 = (1 × Ar L) + (1 × Ar N) + (3 × Ar O) 148 = A r L + 14 + 48 Ar L = 148 – 62 = 86 Jadi, massa atom relatif atom L adalah 86.
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutansp(K ) Beserta Hubungannya
• • •
Kelarutan Hasil kali kelarutan (K sp) Hubungan kelarutan dengan hasil kali kelarutan
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Kelarutan dan Perkiraan Terbentuknya Endapan Berdasarkan Harga Ksp
• • • •
• • • • • • • • •
Faktor-faktor yang memengaruhi kelarutan Penambahan ion sejenis Perkiraan terbentuknya endapan berdasarkan harga Ksp Hubungan antara harga K sp dengan pH
Mampu menunjukkan sikap disiplin saat praktikum dengan melakukan praktikum sesuai prosedur. Mampu bekerja sama dalam memahami materi kelarutan dan hasil kali kelarutan. Mampu menjelaskan pengertian kelarutan dan hasil kali kelarutan. Mampu menjelaskan hubungan kelarutan dan hasil kali kelarutan. Mampu mendeskripsikan faktor-faktor yang memengaruhi kelarutan. Mampu mendeskripsikan akibat penambahan ion sejenis terhadap hasil kali kelarutan. Mampu memprediksikan terbentuknya endapan berdasarkan harga Ksp. Mampu menentukan harga hasil kali kelarutan suatu garam melalui percobaan. Mampu menjelaskan hubungan antara harga Ksp dengan pH.
Kimia Kelas XI
73
5. Jawaban: c 1) AgI(s) Ag +(aq) + I–(aq)
A. Pilihan Ganda
s
1. Jawaban: d Misal kelarutan Al(OH)3 = s mol/L Al(OH)3(s) Al3+(aq) + 3OH–(aq) s
s
s
1 × 10–16 = (s)(s) 1 × 10–16 = s2
3s
Ksp Al(OH)3 = [Al3+] [OH–]3
s =
27x = (s)(3s)3 27x =
27s 4
s=
4 27x
27
2) 4
x
Jadi, kelarutan Al(OH) 4
3
dalam air sebesar
s
s = 1 × 10 10 = 1 × 10–5 −
Cu3(PO 4)2(s) 3Cu 2+(aq) + 2PO43–(aq) 3s
3) s
–3
–3
–3
4 × 10
Ksp Hg2SO4 = [Hg+]2 [SO42–]
5 × 10–52 = (2s)2 (s) 5 × 10–52 = 4s2 (s) 5 × 10–52 = 4s3 s =
s
2s
s
8 × 10–12 = (2s)2(s)
Ag2CO 3(s) 2Ag +(aq) + CO 32–(aq) s
3,2 × 10–11 = (2s)2 (s) 3,2 × 10–11 = 4s2 (s) 3,2 × 10–11 = 4s3
3
8 × 10 4
s = 1,26 ×
11
−
s= 5) s
3 3,2 × 10
4
= 2 × 10–4
Ag2CrO 4(s) 2Ag +(aq) + CrO 42–(aq) 2s
s
Ksp = [Ag+]2 [CrO42–] 4 × 10–12 = (2s)2 (s) 4 × 10–12 = 4s2 (s) 4 × 10–12 = 4s3
8 × 10–12 = 4s3 s =
52
Ksp = [Ag+]2 [CO32–]
= 32 × 10–9 = 3,2 × 10–8 Jadi, hasil kali kelarutan (Ksp) Hg2SO4 sebesar 3,2 × 10–8.
s
−
4
2s
= (4 × 10–3)2(2 × 10–3)
Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO23–]
3 5 × 10
= 5 × 10 –18 4)
2 × 10
4. Jawaban: c Ag2CO 3(s) 2Ag +(aq) + CO 32–(aq)
s
Ksp = [Ag+]2 [S2–]
3(PO 4) 2
3. Jawaban: b Kelarutan Hg2SO4 = 2 × 10–3 mol/L Hg 2SO 4(s) 2Hg +(aq) + SO 42–(aq)
Ag2S(s) 2Ag +(aq) + S2–(aq) 2s
2s
Ksp Cu 3(PO4)2 = [Cu2+]3 [PO43–]2 = (3s)3 (2s)2 = 108s5 Jadi, rumusan hasil kali kelarutan Cu adalah 108s5.
12
−
12
−
s =
3 4 × 10
4
= 1 × 10–4 10 –4
[Ag+] = 2s = 2 × 1,26 × 10 –4 = 2,52 × 10–4 Jadi, konsentrasi ion Ag+ dalam larutan tersebut sebesar 2,52 × 10–4 mol/L.
74
= 1 × 10–8
s
x mol/L.
2 × 10
16
−
Ksp = [Ag+] [Cl–] 1 × 10–10 = (s) (s) 1 × 10–10 = s2
2. Jawaban: d Kelarutan Cu3(PO4)2 = s mol/L s
1 × 10
AgCl(s) Ag +(aq) + Cl –(aq) s
=
s
Ksp = [Ag+] [I–]
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Senyawa garam yang paling sukar larut memiliki kelarutan paling kecil. Jadi, senyawa garam yang paling sukar larut adalah Ag2S.
6. Jawaban: d
4) 1.000 g × V(mL) Mr 1.000 1,55 ×10 3 × 1.000 310
s = [Ca3(PO4)2]=
SrCrO4(s) Sr2+(aq) + CrO 42–(aq) s
=
–5
1,5 × 10
1 × 10
= (1,5 × 10–5)3(1 × 10–5)2 = 3,375 × 10–25
9. Jawaban: a
s
=
s
Ksp BaCrO4 = [Ba2+] [CrO42–] 1 × 10–10 1 × 10–10 s2 s
= (s)(s) = s2 10 = 1 × 10 = 1 × 10 –5 mol/L = 1 × 10–5 mol/L × Mr BaCrO4 = 1 × 10–5 mol/L × 253 g/mol = 2,53 × 10–3 g/L Jadi, kelarutan BaCrO 4 dalam air sebesar 2,53 × 10–3 g/L. −
8. Jawaban: b 1) SrCO3(s) Sr2+(aq) + CO32–(aq) s
1 × 10
9
2 × 10–2
s
s
10. Jawaban: a 1) PbCl2(s) Pb2+(aq) + 2Cl –(aq) s
+ 2OH–(aq)
1 × 10 4
s
s=
15
3) +
s =
4 × 10
SO 32–(aq) s
4× = (s) (s) 4 × 10–8 = s2
2 × 10
8
−
PbCO3(s) Pb2+(aq) + CO 32–(aq) s
[Ca2+][SO32–]
10–8
s
= 1,4 × 10–4 mol/L [Pb2+] = s = 1,4 × 10 –4 mol/L
s
Ksp =
s
2 × 10–8 = s2
= 6,29 × 10–6 CaSO3(s)
5
−
PbSO4(s) Pb2+(aq) + SO42–(aq) s
−
Ca2+(aq)
1,7 × 10 4
Ksp PbSO4 = s2
1× = (s) 1 × 10–15 = 4s3 3
3
s = 1,6 × 10 –2 mol/L [Pb2+] = s = 1,6 × 10 –2 mol/L
10 –5
(2s)2
s =
2s
1,7 × 10–5= 4s3
Ksp = [Fe2+] [OH–]2
3)
s
Ksp PbCl2 = (s) (2s)2
2s
10–15
2 × 10–2
= (2 × 10 –2)(2 × 10–2) = 4 × 10 –4 Jadi, hasil kali kelarutan PbSO4 sebesar 4 × 10–4.
2) Fe(OH)2(s)
–2
2 × 10
Ksp = [Pb 2+][SO 42–]
s=
= 3,16 ×
Fe2+(aq)
1.000 250
×
= 2 × 10–2 M
s
−
1,515 303
PbSO4(s) Pb2+(aq) + SO 42–(aq)
Ksp = [Sr2+] [CO32–] 1 × 10–9 = (s) (s) 1 × 10–9 = s2
2)
1.000
g
s = [PbSO4] = Mr × V(mL)
4 = s mol/L. Misal kelarutan BaCrO BaCrO4(s) Ba2+(aq) + CrO42–
s =
5
−
= 6 × 10–3 Jadi, urutan senyawa dari yang paling sukar larut yaitu Fe(OH)2, SrCO3, CaSO3, dan SrCrO4.
7. Jawaban: a
s
(s)
3,6 × 10
s =
–5
Ksp = [Ca2+]3 [PO43–]2
s
s
3,6 × 10–5 = (s) 3,6 × 10–5= s2
= 5 × 10–6 M Ca 3(PO 4) 2(s) 3Ca 2+(aq) + 2PO 43– 5 × 10 –6
s
Ksp = [Sr2+] [CrO42–]
−
s
s
Ksp PbCO3 = s2 10 –13 = s2 −
s = 10 13 = 3,16 × 10–7 mol/L [Pb2+] = s = 3,16 × 10 –7 mol/L
8
−
= 2 × 10–4 Kimia Kelas XI
75
4)
PbCrO4(s) Pb2+(aq) + CrO 42–(aq) s
s
4 × 10–3
2 × 10–14 = s2 2 × 10
5)
2s
10
2)
–6
4 × 10
–4
= (2 × 10–4)(4 × 10–4)2 = 3,2 × 10–11 Jadi, Ksp PbF2 = 3,2 × 10–11. 3)
s = [Ce(OH) 3] = 1 × 10–6 mol/L Ce(OH)3(s) Ce3+(aq) + 3OH–(aq) 1 × 10 –6
10 –5
–5
3 × 10
[Fe3+]
9×
= 2,7 × 10–23
4)
= (3 × 10–5)(729 × 10–15)
5 × 10 –5
Misal kelarutan PbI2 = s mol/L
–4
4. a. CaF2, K sp = 5,3 × 10 –9 CaF2(s) Ca2+(aq) + 2F– s
s
2s
Ksp = [Ca2+] [F–]2
9 × 10 –9 = 4s3 3 9 × 10
1,5 × 10
Jadi, Ksp Al2S3 = 3,375 × 10–20.
9 × 10 –9 = (s)(2s)2
s=
–4
= (1 × 10 –4)2(1,5 × 10–4)3 = 3,375 × 10–20
2. Ksp PbI 2 = 9 × 10 –9
Ksp PbI2 = [Pb2+] [I–]2
1 × 10
Ksp = [Al3+]2 [S2–]3
Jadi, Ksp Fe(OH)3 sebesar 2,187 × 10 –17.
2s
s = [Al 2S3] = 5 × 10 –5 mol/L Al2S3(s) 2Al3+(aq) + 3S2–(aq)
= 2,187 × 10–17
s
–6
Jadi, Ksp Ce(OH)3 = 2,7 × 10–23.
[OH–]3
PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I–(aq)
3 × 10
= (1 × 10–6)(3 × 10–6)3
10–5
= (3 × 10–5)(9 × 10–5)3
–6
1 × 10
Ksp = [Ce3+] [OH–]3
Fe(OH) 3(s) Fe 3+(aq) + 3OH –(aq)
5,3 × 10–9 = (s)(2s) 2 5,3 × 10–9 = 4s3
9
−
4
s =
s = 1,31 × 10 –3 mol/L = 1,31 × 10–3 mol/L × 0,2 L
b.
= 2,62 × 10–4 mol PbI2
Massa yang terlarut dalam 200 mL air = mol PbI2 × Mr PbI2 = 2,62 × 10 –4 × 461 g/mol = 0,12 g Jadi, massa PbI2 yang terlarut dalam 200 mL air sebesar 0,12 g. Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
3
5,3 × 10 4
9
−
= 1,1 × 10–3 mol/L
Mol PbI2 yang terlarut dalam 200 mL air
76
–4
2 × 10
Ksp = [Pb2+] [F–]2
1. s = [Fe(OH) 3] = 3 × 10–5 mol/L
s
Jadi, Ksp AgBr = 1,6 × 10–5. s = [PbF 2] = 2 × 10–4 mol/L 2 × 10–4
16
−
B. Uraian
Ksp =
–3
PbF2(s) Pb2+(aq) + 2F–(aq)
4 s= = 2,9 × 10 mol/L [Pb2+] = s = 2,9 × 10 –6 mol/L Jadi, konsentrasi ion timbal terbesar terdapat dalam larutan jenuh PbCl2 dengan konsentrasi sebesar 1,6 × 10–2 mol/L.
3×
4 × 10
= 1,6 × 10 –5
Ksp Pb(OH)2 = (s) (2s)2 10 –16 = 4s3 3
+ Br–(aq)
–3
4 × 10
= (4 × 10–3)(4 × 10–3)
Pb(OH)2(s) Pb2+(aq) + 2OH –(aq) s
mol/L
Ksp = [Ag+] [Br–]
14
−
= 1,4 × 10–7 mol/L [Pb2+] = s = 1,4 × 10 –7 mol/L s
Ag+(aq)
AgBr(s)
Ksp PbCrO4 = s2 s=
–3
3. 1) s = [AgBr] = 4 × 10
s
PbBr2, K sp = 4,0 × 10–5 PbBr2(s) Pb2+(aq) + 2Br–(aq)
s
s
2s
K sp = [Pb2+] [Br–]2 4 × 10–5 = (s) 4 × 10–5 = 4s 3 s =
(2s)2
3 4 × 10
4
−
5
3 40 × 10
s =
Ksp = [Mg2+] [CO32–]
6
−
1 × 10–8 = (s)(s)
4
1 × 10–8 = s2
s = 2,2 × 10 –2 mol/L c.
BaCrO4, K sp = 1,2 × 10 –10 s
s
1,2 ×
s
(s)
5. s = [FeCO 3] =
(s)
1,2 × 10–10 = s2
d.
=
1,2 × 10
s =
10
−
s
g Mr
1.000 V(mL)
×
1,45× 10 116
3
−
1.000 500
×
= 2,5 × 10–5 M
= 1,1 × 10–5 mol/L MgCO3, Ksp = 1 × 10–8 MgCO3(s)
8
−
= 1 × 10–4 mol/L
Ksp = [Ba2+] [CrO42–] 10–10 =
1× 10
s=
BaCrO4(s) Ba2+(aq) + CrO42–(aq)
Mg2+(aq) +
FeCO 3(s) Fe 2+(aq) + CO 32–(aq) 2,5 × 10 –5
s
–5
2,5 × 10
–5
2,5 × 10
Ksp = [Fe2+] [CO32–]
CO32–(aq)
= (2,5 × 10–5)(2,5 × 10–5)
s
= 6,25 × 10 –10
[SO42–] = s M Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [Ca2+] = 0,01 M. Ksp = [Ca2+] [SO42–]
A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Misal kelarutan AgCl = s M AgCl (s)
→
Ag +(aq) + Cl –(aq)
s
s
y = (0,01)(s)
s
NaCl (aq) Na +(aq) + Cl –(aq) 0,001 M
0,001 M
y
0,001 M
[Ag+] = s M
2)
[Cl–] = (0,001 + s) M Diasumsikan s << 0,001 M sehingga –[Cl ] = 0,001 M. Ksp = [Ag+] [Cl–]
s
= 1,6 × 10–7 M
2. Jawaban: c Misalkan kelarutan kalsium sulfat = s M Ksp CaSO4 = y 1) Kel arut an C aS O 4 dalam larutan CaCl 0,01 M. CaSO 4(s) Ca 2+(aq) + SO 42–(aq) s
s
0,01 M
[Ca2+]
→
s
Ca2+(aq) + 2Cl –(aq)
0,01 M
= (0,01 + s) M
0,02 M
s
2Na+(aq) + SO42–(aq)
0,02 M
0,01 M
[Ca2+] = s M [SO42–] = (0,01 + s) M Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [SO42–] = 0,01 M. Ksp = [Ca2+] [SO42–]
Jadi, kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,001 M sebesar 1,6 × 10–7 M.
CaCl 2(aq)
→
0,01 M
10
−
1,6 × 10 0,001
s
Na2SO4(aq)
1,6 × 10–10 = (s)(0,001) s=
s = 0,01 = 100y M Kelarutan CaSO 4 dalam larutan Na 2SO 4 0,01 M. CaSO 4(s) Ca 2+(aq) + SO 42–(aq)
y = (s)(0,01) y
s = 0,01 = 100y M
2
3)
Kelarutan C aSO 4 dalam larutan Al 2(SO 4)3 0,01 M. CaSO 4(s) Ca 2+(aq) + SO 42–(aq) s
Al 2(SO 4)3(aq) 0,01 M
s →
s
2Al 3+(aq) + 3SO 42–(aq)
0,02 M
0,03 M
Kimia Kelas XI
77
[Ca2+] = s M [SO42–] = (0,03 + s) M Diasumsikan s << 0,03 M sehingga [SO42–] = 0,03 M. Ksp = [Ca2+] [SO42–] y = (s)(0,03) s= 4)
y 0,03
[Ag2CrO4] = mol Ag 2CrO4
= 33,3y M
=
Kelarutan C aSO 4 dalam larutan Ca(NO 3)2 0,01 M. CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42–(aq) s
Ca(NO3)2(aq)
s
→
0,01 M
Ca2+(aq)
0,01 M
+
2NO3–(aq)
0,02 M
[Ca2+] = (0,01 + s) M [SO42–] = s M Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [Ca2+] = 0,01 M. Ksp = [Ca2+] [SO42–] y = (0,01)(s) y
s = 0,01 = 100y M Kelarutan CaSO 4 dalam larutan (NH4)2SO4 0,01 M. CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42–(aq) s
(NH 4)2SO 4(aq) 0,01 M
s
s
→
2NH 4+(aq) + SO 42–(aq)
0,02 M
0,01 M
[Ca2+ ]=s M [SO42–] = (s + 0,01) M Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [SO42–] = 0,01 M. Ksp = [Ca2+] [SO42–]
= 5 × 10 –3 M 5 × 10–3 M
2
= 1 mmol Vtotal = VAgNO + VK
2CrO4
= 100 mL + 100 mL = 200 mL 78
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
5 × 10
–3
M
= 5 × 10 –7 Hasil kali [ion] > Ksp sehingga terbentuk endapan Ag2CrO4. Massa Ag2CrO4 yang mengendap = mol Ag2CrO4 × Mr Ag2CrO4 = 1 mmol × 332 gram/mol = 332 mg = 0,332 gram Jadi, massa endapan Ag 2CrO4 yang terbentuk sebanyak 0,332 gram. 4. Jawaban: d Endapan terbentuk apabila hasil kali konsentrasi ion-ionnya > Ksp. 1) Pada campuran 0,004 M BaCl2 dan 0,020 M NaF [Ba2+] = 0,004 M, [F–] = 0,020 M Ksp BaF 2 = 1,7 × 10–7 BaF 2(s) Ba 2+(aq) + 2F –(aq) Hasil kali konsentrasi ion-ion = [Ba2+] [F–]2 = (0,004) (0,02)2 = 1,6 × 10–6 Hasil kali [ion] > K sp sehingga terbentuk endapan BaF2. 2)
Pada campuran 0,010 M BaCl2 dan 0,015 M NaF [Ba2+] = 0,01 M, [F–] = 0,015 M Ksp BaF 2 = 1,7 × 10–7
CrO
= 0,01 M × 100 mL
M
Ksp Ag2CrO4 = 1 × 10 –12
y
Mol K2CrO4 = [K2CrO4] × VK
–2
1 × 10
Hasil kali [ion] = [Ag +]2 [CrO42–] = (1 × 10–2)2 (5 × 10–3)
s = 0,01 = 100y M Semakin besar konsentrasi ion sejenisnya, semakin kecil kelarutan suatu zat. Jadi, kelarutan CaSO 4 paling kecil terdapat dalam larutan Al 2(SO 4)3. 3. Jawaban: c Mol AgNO3 = [AgNO3] × VAgNO 3 = 0,02 M × 100 mL = 2 mmol
1 mmol 200 mL
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42–(aq)
y = (s)(0,01)
3
K2CrO4(aq) → Ag2CrO4(s) + 2KNO3(aq)
Vtotal
s
5)
2AgNO3(aq) +
Mula-mula : 2mmol 1mmol – – Reaksi : 2mmol 1mmol 1mmol 2mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – mmol 1 mmol 2
4
2+
BaF 2(s) Ba Hasil kali [ion] = = = Hasil kali [ion] endapan BaF2.
–
(aq) + 2F (aq) [Ba2+] [F–]2 (0,01) (0,015)2 2,25 × 10–6 > Ksp sehingga terbentuk
3)
Pada campuran 0,015 M BaCl2 dan 0,010 M NaF [Ba2+] = 0,015 M, [F–] = 0,01 M
CaSO4(s) Ca 2+(aq) + SO 42–(aq)
1)
Ksp CaSO4 = 5,2 × 10–5 Hasil kali [ion] = [Ca 2+] [SO42–]
Ksp BaF 2 = 1,7 × 10–7
= (0,001)(5 × 10–5)
BaF 2(s) Ba 2+(aq) + 2F –(aq) Hasil kali [ion] = [Ba 2+] [F–]2 = (0,015) (0,01)2 = 1,5 × 10–6 Hasil kali [ion] > K sp sehingga terbentuk endapan BaF2. 4)
= 5 × 10–8 [Ca2+] [SO42–] < Ksp sehingga tidak terbentuk endapan CaSO4. SrSO 4(s) Sr 2+(aq) + SO 42–(aq)
2)
Ksp SrSO4 = 2,8 × 10–7
Pada campuran 0,020 M BaCl2 dan 0,002 M NaF
Hasil kali [ion] = [Sr 2+] [SO42–] –5
[Ba2+] = 0,02 M, [F–] = 0,002 M Ksp BaF 2 = 1,7 × 10–7
= (0,001)(5 × 10 ) = 5 × 10–8 [Sr2+] [SO42–] < Ksp sehingga tidak terbentuk endapan SrSO4.
BaF 2(s) Ba 2+(aq) + 2F –(aq) [Ba 2+]
[F–]2
Hasil kali [ion] = = (0,02) (0,002)2 = 8 × 10–8 Hasil kali [ion] < K spsehingga tidak terjadi endapan. 5)
BaSO 4(s) Ba 2+(aq) + SO 42–(aq)
3)
Ksp BaSO4 = 1,0 × 10 –10 Hasil kali [ion] = [Ba2+] [SO42–] = (0,001)(5 × 10–5)
Pada campuran 0,080 M BaCl2 dan 0,040 M NaF [Ba2+] = 0,08 M, [F–] = 0,040 M Ksp BaF 2 = 1,7 × 10–7 BaF 2(s) Ba 2+(aq) + 2F –(aq) [Ba 2+]
[F–]2
Hasil kali [ion] = = (0,08) (0,04)2 = 1,28 × 10–4 Hasil kali [ion] > K sp sehingga terjadi endapan BaF2. Jadi, campuran larutan yang tidak menghasilkan endapan adalah 0,020 M BaCl2 dan 0,002 M NaF. 5. Jawaban: b Endapan garam terbentuk jika hasil kali konsentrasi ion-ionnya lebih besar daripada K spnya. [K2SO4] =
5 × 10
1 × 10
–4
5 × 10
[Cl–] = 0,1 M [I–] = 0,1 M Jika ion-ion tersebut diteteskan ke dalam larutan AgNO3, akan terbentuk garam Ag 2CrO4, AgCl, dan AgI. Ada tidaknya endapan garam-garam tersebut diketahui dari perbandingan hasil kali konsentrasi ion-ionnya dengan Ksp-nya. Konsentrasi ion Ag+ diperoleh dari ionisasi AgNO3. →
0,2M
Ag+(aq) + NO3–(aq)
0,2M
0,2M
[Ag+] = 0,2 M 1)
= 5 × 10–5 M K2SO4(aq) → 2K+(aq) + SO42– –5
Jadi, garam yang mengendap adalah BaSO 4. 6. Jawaban: c Ion-ion yang terdapat dalam labu sebagai berikut. [CrO 42–] = 0,1 M
AgNO3(aq)
1.000 g × V(mL) Mr 1.000 8,7× 10 3 × 1.000 174 −
=
= 5 × 10–8 [Ba 2+ ] [SO 42– ] > K sp sehingga terbentuk endapan BaSO4.
Ag2CrO4; Ksp = 3 × 10–12 Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO 42–(aq)
–5
[SO42–] = 5 × 10–5 M [Ca2+] = [Sr2+] = [Ba2+] = 0,001 M = 1 × 10 –3 M Penambahan K2SO4 mengakibatkan terbentuknya garam CaSO4, SrSO4, dan BaSO4.
Hasil kali [ion] = [Ag +]2 [CrO42–] = (0,2)2 (0,1) = 4 × 10–3 4 × 10–3 > K sp ⇒ terjadi endapan
Kimia Kelas XI
79
2)
AgCl; K sp = 1 × 10–10 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl–(aq) Hasil kali [ion]= [Ag+] [Cl–]
Oleh karena mol NaOH sama dengan mol CH3COOH, maka akan terjadi hidrolisis garam. Garam yang terbentuk bersifat basa karena berasal dari basa kuat dan asam lemah.
= (0,2) (0,1)
NaOH(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O()
= 2 × 10–2 2 × 10–2 > K sp 3)
⇒
terjadi endapan
AgI; K sp = 1 × 10–16 AgI(s) Ag+(aq) + I–(aq) Hasil kali [ion] =
[Ag +]
Mula-mula: 0,8mmol 0,8mmol – – Reaksi : 0,8 mmol 0,8 mmol 0,8 mmol 0,8 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,8mmol 0,8 mmol
[CH3COONa] =
[I–]
=
= (0,2) (0,1) =2× 2 × 10–2 > K sp
⇒
10–2
=
1
= 4→ × 10 M –(aq) + Na+(aq) CH 3COONa (aq) CH 3COO 4 × 10M–3
10
×
[CH3COO− ]
14
−
10
×
5
−
4 × 10
(4 × 10 3 ) −
12
−
= 2 × 10–6 M
Ksp Fe(OH)2 = [Fe2+] [OH–]2 6 × 10–16 = [Fe2+] (2 × 10–6)2 6 × 10–16 = [Fe2+] (4 × 10–12)
L(OH) 3(s) L3+(aq) + 3OH –(aq) × 10–5
1 × 10
–5
× 10–5 )(1 × 10–5)3
= 3,3 × 10–21 Jadi, hasil kali kelarutan basa tersebut adalah 3,3 × 10–21.
3COOH
6 × 10
−
16
4 × 10
−
12
= 1,5 × 10 –4 M
–4 M. Jadi, [Fe2+] dalam campuran sebesar 1,5 × 10
= 100 mL + 100 mL = 200 mL
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) 0,06 M
0,12 M
Endapan Mg(OH)2 mulai terbentuk jika: Hasil kali [ion] = K sp Mg(OH)2 [Mg 2+][OH –]2 = 6 × 10 –12 6 × 10 12 0,06 −
[OH –]
× MCH
3COOH
→
0,06M
[OH –]2 =
3COOH
= 100 mL × 0,008 M = 0,8 mmol Vtotal = VNaOH + VCH
MgCl2(aq)
(0,06)[OH –]2 = 6 × 10 –12
8. Jawaban: b Mol NaOH = V NaOH × MNaOH = 100 mL × 0,008 M = 0,8 mmol Mol CH3COOH= VCH
[Fe 2+] =
9. Jawaban: d
Ksp L(OH)3 = [L3+] [OH–]3
80
4 × 10–3 M
Fe(OH) 2(s) Fe2+(aq) + 2OH–(aq)
× 10–5
=(
Kw Ka
=
3
1 3
M
Na+(aq) + H2O() → /
=
× [OH–]
1 3
–3
4 × 10
CH3COONa(aq) + H2O() CH3COO–(aq) + OH–(aq)
[OH –] =
7. Jawaban: e pH = 9 pOH = 14 – pH = 14 – 9 =5 pOH = –log [OH –] 5 = –log [OH –] [OH–] = 10–5 M 1 3
0,8 mmol 200 mL –3
terjadi endapan
Urutan pengendapan dari yang mudah ke yang sukar (semakin banyak selisih harga Ksp dengan hasil kali konsentrasi ion-ionnya semakin mudah mengendap) yaitu AgI → Ag2CrO4 → AgCl
[L 3+] =
mol volume total
=
1 × 10
−
= 1 × 10–10 10
= 1 × 10–5
[OH –]
pOH = –log = –log (1 × 10–5) = 14 5 – pOH = = 14 – 5 =9 Jadi, pada pH = 9 mulai terbentuk endapan Mg(OH)2. pH
10. Jawaban: d Mol BaCl2 = [BaCl2] × VBaCl
2
= 0,2 M × 100 mL = 20 mmol Mol Na2CO3 = [Na2CO3] × VNa
2CO3
= 0,1 M × 100 mL = 10 mmol BaCl2(aq) +
Na2CO3(aq) → BaCO3(s) + 2NaCl(aq)
Mula-mula :2 0mmol 10mmol – – Reaksi : 10mmol 10mmol 10mmol 20mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 10mmol – 10mmol 20mmol
[BaCO 3]
= mol BaCO3 =
–2
M
5 × 10
–2
M
B. Uraian 1. Misal kelarutan Mn(OH) 2 = s M Mn(OH) 2(s) Mn 2+(aq) + 2OH –(aq) s
2s
Ksp Mn(OH)2 = [Mn2+][OH–]2 1 × 10–14 = (s)(2s)2 1 × 10–14 = 4s3 s=
→
→
Ca2+(aq) + 2Cl –(aq)
K+(aq) + Cl–(aq) Ag+(aq) + NO3–(aq)
→
dalam NaCl 0,1 M = [NaCl] = 0,1 M
[Cl–] dalam KCl 0,2 M = [KCl] = 0,2 M
Hasil kali [ion] = [Ba 2+] [CO32–] = (5 × 10 –2)(5 × 10–2) = 2,5 × 10–3 Hasil kali [ion] > K sp BaCO3 sehingga terbentuk endapan BaCO3. Massa BaCO3 yang mengendap = mol BaCO 3 × M r BaCO3 = 10 mmol × 197 = 1.970 mg = 1,97 gram
s
KCl(aq)
Na+(aq) + Cl–(aq)
→
CaCl2(aq)
[Cl–]
= 5 × 10–2 M 5 × 10
NaCl(aq)
AgNO3(aq)
Vtotal 10 mmol 200 mL
BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32–(aq) 5 × 10–2 M
2. Semakin besar konsentras i ion sejenis dalam suatu larutan, semakin kecil kelarutannya. Dengan demikian, larutan garam paling mudah larut dalam larutan yang mengandung ion sejenis dengan konsentrasi paling kecil. Ion-ion yang terdapat dalam AgCl yaitu ion Ag + dan Cl-. AgCl akan mudah larut dalam larutan yang mengandung ion Ag+ atau Cl– dengan konsentrasi paling kecil. Reaksi ionisasi larutan NaCl, CaCl 2, KCl, dan AgNO3 sebagai berikut.
−14 3 1 × 10
4
= 1,36 × 10–5 M [OH –]= 2s = 2(1,36 × 10–5) = 2,72 × 10–5 pOH = –log OH – = –log (2,72 × 10–5) = 5 – log 2,72 pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 2,72) = 9 + log 2,72 Jadi, pH larutan jenuh Mn(OH) 2 pada suhu 25°C sebesar 9 + log 2,72.
[Cl–] dalam CaCl2 0,3 M = 2 × [CaCl2] = 0,6 M [Ag+] dalam AgNO3 0,4 M = [AgNO 3] = 0,4 M [Ag+] dalam AgNO3 0,5 M = [AgNO 3] = 0,5 M Jadi, kristal AgCl akan mudah larut dalam larutan NaCl 0,1 M karena mengandung ion sejenis dengan konsentrasi paling kecil sebesar 0,1 M. 3. Mol AgNO 3 = [AgNO3] × VAgNO
3
= 0,001 M × 100 mL = 0,1 mmol Mol NaCl = [NaCl] × V NaCl = 0,01 M × 100 mL = 1 mmol Vtotal = VAgNO + VNaCl 3
= 100 mL + 100 mL = 200 mL AgNO3(aq)+
NaCl (aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)
Mula-mula : 0,1mmol 1mmol – – Reaksi : 0,1mmol 0,1mmol 0,1mmol 0,1mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,9mmol 0,1mmol 0,1mmol
[AgCl] = mol AgCl Vtotal
=
0,1 mmol 200 mL
= 5 × 10–4 M AgCl(s) Ag+(aq) + Cl–(aq) –4
5 × 10 M
–4
5 × 10
–4
M
5 × 10
Hasil kali [ion] = [Ag +] [Cl–]
M
= (5 × 10–4)(5 × 10–4) = 2,5 × 10–7 Hasil kali [ion] > K
sp
AgCl sehingga terbentuk
endapan AgCl.
Kimia Kelas XI
81
Na2SO 4(aq)
[Cl –] = 0,01 M
4.
[CrO 42–]=
–5 5 × 10M
0,001 M Ag+
Penambahan ion pada larutan tersebut akan menghasilkan AgCl dan Ag2CrO4. Ada tidaknya endapan diketahui dari perbandingan hasil kali konsentrasi ion-ion dengan Ksp-nya. a. AgCl; K sp = 1,8 × 10–10 Ksp AgCl =
[Cl–]
10–10 =
[Ag+]
(0,01)
1,8 ×
[Ag+] =
1,8 × 10 1 × 10
= 5 × 10–7
2
−
dengan konsentrasi
Hasil kali [ion] < K sp sehingga tidak terbentuk endapan CaSO4. b.
SrSO 4 SrSO 4(s) Sr 2+(aq) + SO 42–(aq) Hasil kali [ion] = [Sr 2+] [SO42–] = (1 × 10–2)(5 × 10–5)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42–(aq)
= 5 × 10–7 Ksp CaSO4 = 2,8 × 10–7
Ksp Ag 2CrO4 = [Ag+]2 [CrO42–]
Hasil kali [ion] > K
2 × 10–12 = [Ag+]2 (0,001) 3
−
c.
= 2 × 10–9 +
×
– Oleh karena untuk mengendapkan ion Cl + dengan sebagai AgCl dibutuhkan ion Ag konsentrasi lebih kecil daripada untuk mengendapkan ion Ag2CrO4, maka garam yang akan mengendap terlebih dahulu adalah AgCl.
1.000 g × V(mL) Mr 1.000 7,1× 10 3 × 1.000 142 −
=
= 5 × 10–5 M
82
sehingga terbentuk
BaSO4 BaSO 4(s) Ba 2+(aq) + SO 42–(aq)
9
−
[Ag ] = 2 10 = 4,5 × 10 –5 M Untuk mengendapkan ion CrO 42– sebagai Ag 2 Cr O 4 dibutuhkan ion Ag + dengan konsentrasi sebesar 4,5 × 10 –5 M.
5. [Na2SO 4] =
sp
endapan SrSO4.
12
−
1 × 10
M
Ksp CaSO4 = 2,4 × 10–5
10
2 × 10
–5
Hasil kali [ion] = [Ca 2+] [SO42–]
Ag2CrO4; Ksp = 2 × 10–12
[Ag +]2 =
5 × 10
CaSO 4(s) Ca 2+(aq) + SO 42–(aq)
sebesar 1,8 × 10–8 M. b.
M
[Ca2+] = [Sr2+] = [Ba2+] = 1 × 10 –2 M Setelah penambahan Na2SO4 ke dalam larutan campuran garam CaCl2, SrCl2, dan BaCl2, akan terbentuk CaSO4, SrSO4, dan BaSO4. a. CaSO4
−
+
–4
= (1 × 10–2)(5 × 10–5)
= 1,8 × 10–8 M Untuk mengendapkan ion Cl– sebagai AgCl dibutuhkan ion Ag
2Na +(aq) + SO 42–(aq)
1 × 10
[SO42–] = 5 × 10–5 M
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl–(aq) [Ag +]
→
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Hasil kali [ion] = [Ba 2+] [SO 2–] 4
= (1 × 10–2)(5 × 10–5) = 5 × 10–7 Ksp CaSO4 = 1,08 × 10–10 Hasil kali [ion] > K
sp
sehingga terbentuk
endapan BaSO4. Jadi, garam yang mengendap adalah SrSO 4 dan BaSO 4.
A. Pilihan Ganda
Mr FeCO3 = 116
1. Jawaban: b CuI (s) Cu +(aq) + I–(aq)
s = [FeCO3] =
s
s
s
10–14
1×
y 116
3,2 × 10–6 =
1.000y 58.000
=
s2 y=
s = 10 14 = 1 × 10–7 mol/L −
Mn 2+(aq)
Mn(OH) 2(s) s
+
2OH –(aq)
s
2s
Ksp Mn(OH)2 = [Mn 2+][OH –]2 1 × 10–14 = (s)(2s)2 1×
10–14
=
s = Kelarutan CuI
4s3 −14 3 1 × 10
1 136
1.000 V(mL) 3
−
=
1×10 100
×
s=
2)
1.000 250
–5
1
s
= [Fe ] = (s)(s)
s
1,6 × 10–10 = s2 10 s = 1,6 × 10 –5 = 1,26 × 10 M [Ag+] = s = 1,26 × 10–5 M
3)
3. Jawaban: a Misal kelarutan FeCO 3 = s mol/L FeCO 3(s) Fe 2+(aq) + CO 32–(aq) 2+
s
−
–9 Jadi, hasil kelarutan CaCO 3 sebesar 1,6 × 10 M.
s
16
1,6 × 10–10 = (s)(s)
4 × 10–5
= 1,6 × 10 –9 M
FeCO3 × 10–11
−
AgCl AgCl (s) Ag +(aq) + Cl –(aq) s
= (4 × 10 –5)(4 × 10–5)
s
1 × 10
Ksp AgCl = [Ag +] [Cl–]
Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–]
Ksp
s
= 1,00 × 10–8 M [Ag+] = s = 1,00 × 10–8 M
CaCO 3(s) Ca 2+(aq) + CO 32–(aq) 4 × 10
s
1 × 10–16 = (s)(s) 1 × 10–16 = s2
= 4 × 10–5 M
4 × 10 –5
6
−
Ksp AgI = [Ag+] [l–]
× kelarutan Mn(OH) 2.
×
1.000 500
58.000 × 3,2 × 10 1.000
s
2. Jawaban: d g Mr
×
4. Jawaban: a 1) AgI AgI (s) Ag +(aq) + I–(aq)
Jadi, kelarutan CuI lebih kecil dari kelarutan Mn(OH) 2.
s = [CaCO3] =
1.000 V(mL)
= 1,856 × 10–4 g = 0,1856 mg Jadi, massa FeCO3 yang larut dalam 0,5 L air murni sebanyak 0,1856 mg.
= 1,36 × 10 –5
4
×
3,2 × 10–6 =
Ksp CuI = [Cu +][I–] 1 × 10–14 = (s) (s)
g Mr
2– [CO3 ]
1 × 10–11 = (s) 2
AgBr AgBr (s) Ag +(aq) + Br –(aq) s
s
s
Ksp AgBr = [Ag+] [Br–] 5 × 10–13 = (s)(s) 5 × 10–13 = s2 −
s = 5 × 10 13 = 7,07 × 10–7 M [Ag+] = s = 7,07 × 10–7 M
11 s = 1× 10 = 3,2 × 10–6 mol/L −
Kimia Kelas XI
83
4)
Volume Ag+ = 4 tetes
Ag2CO3 Ag 2CO 3(s) 2Ag +(aq) + CO 32–(aq)
s
2s
=
s
8 × 10–12 = (2s) 2(s) 8 × 10–12 = 4s3
[Ag+] =
s
1,25 × 10–16
4
5. Jawaban: b Misal kelarutan TlCl3 = s mol/L TlCl 3(s) Tl 3+(aq) + 3Cl –(aq) s
3s
Ksp TlCl3 =
[Tl 3+]
[Cl–]3
s
s
s=
2+
1)
NA
Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 7,1 × 10–9 = (s)(s) 7,1 × 10–9 = s2
2)
7,1× 10
= 8,4 × 10–5 mol/L
CaSO 4(s) Ca 2+(aq) + SO 42–(aq) s
s
s
Ksp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–] 4,9 × 10–9 = (s)(s) 4,9 × 10–9 = s2 s=
4,9 × 10
9
−
= 7 × 10–5 mol/L 3)
BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32–(aq) s
s
Ksp BaCO3 = [Ba2+] [CO32–] 2,6 × 10–9 = (s)(s)
mol
s=
2,6 × 10
= 5,09 ×
84
9
−
2,6 × 10–9 = s2
6 × 1023
10–20
2–
3 3 (aq) CaCO (aq) + CO s (s) Ca s s
s
30.000
=5×
4
8. Jawaban: d
= 1,38 × 10–2 mol/L × 310,5 g/mol × 1 × 10–3 L
=
−6 3 6,3 × 10
s = 1,16 × 10 –2 M [Pb2+] = s = 1,16 × 10 –2 M 2+ sebesar 1,16 × 10–2 M. Jadi, konsentrasi ion Pb
= [TlCl3] × Mr TlCl3 × volume
Mol Ag+ = jumlah partikel
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
sebesar
2s
s=
6. Jawaban: e
2 CO 3
6,3 × 10–6 = 4s3
6
= 4,3 × 10–3 g Jadi, jumlah maksimum TlCl 3 yang dapat –3 g. dilarutkan dalam 1 mL air sebanyak 4,3 × 10
1,25 × 10–16
6,3 × 10–6 = (s)(2s)2
27
= 1,38 × 10–2 mol/L s = [TlCl3] = 1,38 × 10–2 mol/L Massa TlCl3 yang larut dalam air
–16
Ksp PbBr2 = [Pb2+] [Br–]2
−
4 1 × 10
2,5 × 10
7. Jawaban: a Misal kelarutan PbBr2 = s M PbBr2(s) Pb2+(aq) + 2Br–(aq)
1 × 10–6 = (s)(3s)3 1 × 10–6 = 27s4 s=
L
= 7,8 × 10–48 Jadi, hasil kali kelarutan Ag 7,8 × 10–48.
1 × 10–12 = (2s) 2(s) 1 × 10–12 = 4s3
s = 6,29 × 10 –5 M [Ag+] = 2s = 2 × 6,29 × 10 –5 M = 1,26 × 10–4 M Jadi, konsentrasi ion Ag+ terkecil terdapat dalam larutan jenuh AgI.
mol
4
−
= (2,5 × 10–16)2(1,25 × 10–16)
s
−12 3 1 × 10
20
−
2 × 10
Ksp Ag 2CO3 = [Ag+]2 [CO32–]
Ag2CrO 4 Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq) + CrO 42–(aq)
s=
5 × 10
Ag 2CO 3(s) 2Ag +(aq) + CO 32–(aq)
4
2s
=
= 2,5 × 10–16 mol/L
Ksp Ag2CrO4 = [Ag+]2 [CrO42–]
s
mol volume
−12 3 8 × 10
s = 1,26 × 10 –4 M [Ag+] = 2s = 2 × 1,26 × 10 –4 M = 2,52 × 10–4 M 5)
× 1 mL
= 0,2 mL = 2 × 10–4 L
Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32–]
s=
4 20
9
−
10–5
mol/L
BaSO 4(s) Ba 2+(aq) + SO 42–(aq)
4)
s
s
s
Ksp BaSO4 = [Ba2+] [SO42–]
11. Jawaban: d 1) AgI, K sp = 10–16 AgI (s) Ag +(aq) + l –(aq)
1,1 × 10–10 = (s)(s) 1,1 × 10–10 = s2
s
−
1 × 10–16 = s2
Urutan kelarutan senyawa-senyawa tersebut dari yang paling besar yaitu CaCO3 – CaSO4 – BaCO3 – BaSO4. 9. Jawaban: b CaF2(s) Ca2+(aq) + 2F–(aq) s
s
CaCl2(aq)
→
0,01M
s=
s
0,02 M
1 × 10–10 = s2 s=
9
= 1 × 10–5 M Ag 2S(s) 2Ag +(aq) + S2–(aq)
s
2s
2
0,01 M
10. Jawaban: d dalam air = 1 × 10–8 M Kelarutan AgI AgI(s) Ag+ + l–(aq)
s=
4) s
1 × 10–8
0,02
s
Ag2CO3, Ksp = 10–11 Ag 2CO 3(s) 2Ag +(aq) + CO 32–(aq) 2s
s
1 × 10–11 = (2s) 2(s) 1 × 10–11 = 4s3 = 1,4 × 10–4 M
4
Ag 2CrO 4(s) 2Ag +(aq) + CrO 42–(aq) 2s
s
Ksp Ag2CrO4 = [Ag+]2 [CrO42–]
[Ag+] = s M
1 × 10–12 = (2s) 2(s) 1 × 10–12 = 4s3
[l–] = (s + 0,02) M –
Diasumsikan s << M sehingga [l ] = 0,02 M. +] [I0,02 –] Ksp AgI = [Ag 1 × 10–16 = (s)(0,02) −
s =
3 10
Ag2CrO4, Ksp = 10–12
5) s
0,02
1 × 10 16 0,02
11
−
s =
s
K+(aq) + l–(aq) 0,02
4
Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32–]
= (1 × 10–8)(1 × 10–8) = 1 × 10–16 Kelarutan AgI dalam larutan KI 0,02 M. Misal kelarutan AgI dalam kelarutan KI 0,02 M = s M. AgI(s) Ag+(aq) + l–(aq) →
−14 3 10
= 1,4 × 10–5 M
Ksp Agl = [Ag +] [l–]
s
s
1 × 10–14 = (2s) 2(s) 1 × 10–14 = 4s3
= 3,16 × 10–5 M
Jadi, kelarutan CaF 2 dalam CaCl sebesar 3,16 × 10–5 M.
KI(aq)
10
−
Ksp Ag2S = [Ag +]2 [S2–]
−
–8
10
Ag2S, K sp = 10–14
3)
4s 2 = 4 × 10 –9
1 × 10
s
1 × 10–10 = (s)(s)
−
1 × 10–8
s
Ksp AgCI = [Ag +] [Cl–]
4 × 10 11 0,01
s =
16
AgCI (s) Ag +(aq) + Cl –(aq)
Ca2+(aq) + 2Cl–(aq)
4 × 10 4
−
AgCI, K sp = 10–10
2)
[Ca2+] = (s + 0,01) M [F–] = 2s M 2+] = 0,01 Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [Ca M. Ksp = [Ca2+] [F–]2 4 × 10–11 = (0,01)(2s)2 4 × 10–11 = (0,01)(4s 2) 4s 2 =
10
= 1 × 10–8 M
2s
0,01M
s
1 × 10–16 = (s)(s)
1,1 × 10 10 = 1 × 10–5 mol/L
s=
s
Ksp AgI = [Ag +] [l–]
= 5 × 10 –15 M
12
−
s=
3 10
4
= 6,3 × 10–5 M
Jadi, garam yang paling mudah larut adalah Ag 2CO 3 karena mempunyai harga kelarutan paling besar.
Jadi, kelarutan AgI dalam larutan KI 0,02 M sebesar 5 × 10–15 M. Kimia Kelas XI
85
12. Jawaban: a
mol basa
[OH –] = K b × mol garam
pH = 11 pOH = 14 – pH = 14 – 11 = 3 pOH = –log OH – –log OH– = 3 [OH –]= 10 –3 M 1 2
[Ca 2+] =
× [OH–] =
1 2
0,75
× 10–3 M
Ca(OH) 2(s) Ca 2+(aq) + 2OH –(aq) 1 2
× 10–3 M
10–3 M
= 10 –5 × 0,25 = 3 × 10–5 Pada larutan tepat jenuh Mg(OH) hasil kali [ion] = 2 Ksp. Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH–(aq) [Mg2+][OH–]2 = Ksp Mg(OH)2 [Mg2+](3 × 10–5)2 = 2 × 10–12
Ksp Ca(OH)2 = [Ca2+] [OH–]2 1
–3
[Mg 2+] = –3 2
= ( 2 × 10 )(10 ) =
1 2
× 10–9 = 5 × 10–10
Jadi, Ksp Ca(OH)2 sebesar 5 × 10 –10. 13. Jawaban: a R = 0,08 L·atm/mol·K P = 38 cmHg = 0,5 atm T = (27 + 273) K = 300 K VHCl = 12 mL = 0,012 L VNH = 48 mL = 0,048 L 3
nHCl =
P ⋅ VHCl R⋅T
14. Jawaban: a pH =8 pOH = 14 – 8 = 6 –log OH– = 6 [OH –] = 10 –6 Mn(NO3)2(aq) → Mn2+(aq) + 2NO3–(aq) 0,01 M
= (0,01)(10 –6)2 –14
24
10–14 Ksp Mn(OH)2 ==51××10
= 0,00025 mol = 0,25 mmol
Hasil kali [ion] < K endapan Mn(OH)2.
Mol NH3 P ⋅ VN H3 R⋅T
= =
0,024 24
4
4
= 100 mL × 0,4 M = 40 mmol Mol AgNO3 = VAgNO × MAgNO 3
3
= 100 mL × 0,4 M = 40 mmol →
NH4Cl(aq) + H2O()
Mula-mula: 0,25 1 – – Reaksi : 0,25 0,25 0,25 0,25 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,75 0,25 0,25
Berdasarkan reaksi tersebut diperoleh bahwa dalam campuran terdapat sisa basa lemah dan garam. Sisa basa lemah dan garam tersebut membentuk larutan penyangga basa sehingga pH larutan dapat dihitung sebagai berikut.
Vtotal = VCaCrO + VAgNO 4
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
3
= 100 mL + 100 mL = 200 mL CaCrO4(aq) + 2AgNO3(aq)
→
Ca(NO3)2(aq) + Ag2CrO4(s)
Mula-mula: 40 40 – – Reaksi: 20 40 20 20 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 20 – 20 20
[Ag2CrO4] =
86
sehingga tidak terjadi
sp
15. Jawaban: b Mol CaCrO4 = VCaCrO × MCaCrO
= 0,001 mol = 1 mmol HCl(aq) + NH4OH(aq)
0,02 M
Hasil kali [ion] = [Mn 2+][OH –]2
0,006
0,5 ⋅ 0,048 0,08 ⋅ 300
12
10
Mn(OH) 2(s) Mn 2+(aq) + 2OH –(aq)
0,5 ⋅ 0,012
nNH3 =
−
[Mn2+] = 0,01 M
= 0,08 ⋅ 300 =
−
= 2,2 × 10–3 M Jadi, konsentrasi Mg 2+ pada larutan jenuh tersebut adalah 2,2 × 10–3 M.
0,01 M
Mol HCl
2 × 10 9 × 10
mol volume total
=
20 mmol 200 mL
= 0,1 M
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO 0,1 M
0,2 M
2– 4 (aq)
0,1 M
[Ag +]2[CrO 42–] (0,2)2(0,1)
Hasil kali [ion] = = = 4 × 10–3 Hasil kali [ion] > K sp sehingga terjadi endapan Ag2CrO 4. [Ag 2CrO 4] =
massa Ag 2CrO 4 Mr Ag 2CrO 4
×
0,1 =
massa Ag 2CrO4 332
× 1.000
Massa Ag CrO = 2
0,1 ⋅ 332 ⋅ 200
1.000 V (mL)
200
= 6,64 gram
1.000
4
Jadi, massa zat yang mengendap sebanyak 6,64 gram.
AgN3(s) Ag+(aq) + N3–(aq) s
s
s
Ksp = [Ag+] [N3–]
2)
y y
= (s)(s) = s2
s
=
y
Pb(N3)2(s) Pb2+(aq) + 2N3–(aq) s
s
2s
Ksp = [Pb2+] [N3–]2 y
= (s)
y
=4s
s 3)
=
=
0,001 mol 0,2L
= 0,005 M
BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32–(aq) 0,005
0,005
0,005
Hasil kali [ion] = [Ba 2+] [CO32–] = (0,005)2 = 2,5 × 10–5 Ksp BaCO3 = 5 × 10–9 Hasil kali [ion] > Ksp
⇒
terjadi endapan BaCO3
[Na+] dalam campuran = [NaOH] [NaOH] = 2[BaCO ] = 2(0,001) = 0,002 M NaOH(aq)
→
0,002
Na+3(aq) + OH–(aq) 0,002
0,002
( 2s)
Jadi, pada campuran larutan tersebut terjadi + 0,002 M. endapan BaCO3 dan konsentrasi ion Na 18. Jawaban: e [Ag+] =
200 400
× 0,02 M = 0,01 M
[S2–] =
200 400
× 0,02 M = 0,01 M
[PO43–] [Br–] =
3
1)
3 y
s
= (s) (2s) =4s
s
=
200 400
× 0,02 M = 0,01 M
× 0,02 M = 0,01 M
200 400
× 0,02 M = 0,01 M
Ksp Ag 2S = 2 × 10–49 Hasil kali [ion] = [Ag+]2 [S2–] = (0,01)2(0,01) = 1 × 10–6 Hasil kali [ion] > K sp Ag2S (mengendap)
2s
Ksp = [Sr2+] [F–]2 y
200 400
Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2–(aq)
4
s
=
[SO42–] =
2
SrF2(s) Sr2+(aq) + 2F–(aq)
y
molCaCO 3 Vtotal
[Na+] = 0,002 M
16. Jawaban: d Misal Ksp: AgN3, Pb(N3)2, SrF2 = y 1)
[BaCO3] =
2
3
2)
Ag3PO4(s) 3Ag+(aq) + PO43–(aq)
3 y
4
Hasil kali [ion]= [Ag+]3 [PO43–] = (0,01)3(0,01) = 1 × 10–8
Jadi, berdasarkan perhitungan di atas, urutan kelarutan ketiga larutan tersebut adalah s AgN3 > s Pb(N 3)2 = s SrF2. 17. Jawaban: d Mol Na2CO3 = 0,01 M × 0,1 L = 0,001 mol Mol Ba(OH)2 = 0,01 M × 0,1 L = 0,001 mol Volume total = (100 + 100) mL = 200 mL = 0,2 L Na2CO3(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCO3(s) + 2NaOH(aq) Mula-mula: 0,001 0,001 – – Reaksi :0 ,001 0,001 0,001 0,002 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,001 0,002
Ksp Ag 3PO4 = 1 × 10–20
Hasil kali [ion] > K sp Ag3PO4 (mengendap) 3)
Ksp Ag 2CrO4 = 6 × 10–5 +
2–
Ag2CrO 4(s) 2Ag (aq) + CrO 4 (aq) Hasil kali [ion]= [Ag+]2 [CrO42–] = (0,01)2(0,01) = 1 × 10–6 Hasil kali [ion] < K mengendap/larut)
sp
Ag 2Cr O 4 (belum
Kimia Kelas XI
87
4)
Ksp AgBr = 5 × 10–13 AgBr(s) Ag+(aq) + Br –(aq) Hasil kali [ion] = [Ag +] [Br –] = (0,01)(0,01) = 0,0001 = 1 × 10–4 Hasil kali [ion] > K sp AgBr (mengendap)
5)
Ksp Ag 2SO4 = 3 ×
10 –5
Perak klorida mengandung ion Ag + dan Cl – sehingga akan sukar larut dalam larutan yang mengandung ion Cl– atau Ag+ dengan konsentrasi besar. Konsentrasi ion Cl– dalam berbagai larutan HCl tersebut sebagai berikut. 1) HCl 0,01 M [Cl–] = [HCl] = 0,01 M 2)
HCl 0,10 M [Cl–] = [HCl] = 0,10 M
3)
HCl 0,20 M [Cl–] = [HCl] = 0,20 M
4)
HCl 1,00 M [Cl–] = [HCl] = 1,00 M
Ag2SO4(s) 2Ag+(aq) + SO42–(aq) Hasil kali [ion] = [Ag +]2 [SO42–] = (0,01)2(0,01) = 1 × 10–6 Hasil kali [ion] < K sp Ag 2 SO 4 (belum mengendap/larut) Jadi, garam-garam yang larut yaitu garam yang memiliki hasil kali konsentrasi ion-ion lebih kecil daripada Ksp-nya. Garam tersebut yaitu garam Ag2CrO4 dan Ag2SO4. 19. Jawaban: b Ksp Mg(OH)2 = 2 × 10–11
5)
HCl 2,00 M [Cl–] = [HCl] = 2,00 M Jadi, kristal AgCl paling sukar larut dalam larutan HCl 2,00 M. 21. Jawaban: b PbSO4(s) Pb2+(aq) + SO42–(aq) s
1 × 10–3
→
1 × 10–8 = s2 1 × 10 8 = 1 × 10–4 M
s=
Mg2+(aq) + 2Cl –(aq)
1 × 10
–3
Endapan mulai terbentuk jika Ksp Mg(OH)2 = hasil kali kelarutan ion-ion Mg(OH) .
Larutan jenuh PbSO4 diencerkan 100 kali. Misal: V 1 = V V = 100 V
2
2
M 1 = s = 1 × 10–4 M
Mg(OH) 2(s) Mg2+(aq) + 2OH –(aq) Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+] [OH–]2 2×
= (1 ×
[OH–]2 =
10–3)
[OH–]2
−
1 × 10
−
= 1,4 ×
10 –4
M
[OH –]
pOH = –log = –log 1,4 × 10–4 = 4 – log 1,4 = 3,85 pH= pK w – pOH = 14 – 3,85 = 10,15 Jadi, endapan mulai terbentuk pada pH 10,15. 20. Jawaban: e Kristal perak klorida (AgCl) akan sukar larut jika berada dalam larutan HCl dengan konsentrasi terbesar. Semakin besar konsentrasi ion sejenisnya, semakin kecil kelarutan zat tersebut.
88
4
−
M2 =
3
= 2 × 10 –8 [OH –]
M1 × V1 = M2 × V2 (1 × 10–4)V= M 2(100V)
11
2 × 10
−
–3
2 × 10
[Mg 2+] = 1 × 10 –3 mol/dm3 = 1 × 10–3 M
10–11
s
1 × 10–8 = (s) (s)
[MgCl2] = 1 × 10–3 mol/dm3 MgCl2(aq)
s
Ksp = [Pb2+] [SO42–]
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
1× 10 100
= 1 × 10–6 M Setelah diencerkan kelarutan PbSO 1 × 10–6 mol/L.
4
menjadi
22. Jawaban: c 1)
Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH –(aq) s
s
2s
Ksp Ca(OH)2 = [Ca2+] [OH–]2 8 × 10–6 = (s)(2s)2 8 × 10–6 = 4s3 8 × 10–6 = 4s3 s=
3 8 × 10
6
−
4
= 1,26 × 10–2 mol/L
2)
CaCrO4(s) Ca2+(aq) + CrO 42–(aq) s
s
pH = pK w – pOH = 14 – (5 – log 2,72) = 9 + log 2,72 = 9,43 Jadi, pH basa larutan jenuh Ni(OH) 9,43.
s
Ksp CaCrO4 = [Ca2+] [CrO42–] 7,1 × 10–4 = s2
7,1 × 10
s=
4
−
= 2,66 × 10–2 mol/L 3)
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO 32–(aq) s
s
s
Volume = 1 L Mol ion F– = 0,001 mol
8,7 × 10–9 = s2
[F–] =
9
−
8,7 × 10
4)
CaSO4(s) s
+
s
mol ion F volume
s
[Ba 2+] =
5
−
s
CaF2(s) Ca2+(aq) + 2F–(aq) s
2s
Ksp CaF2 = [Ca2+] [F–]2
3 4 × 10
s
11
−
14
−
= 1,36 × 10–5
−
s = [LSO4] = 5 × 10–3 =
g Mr
×
1.000 V(mL)
0,34 Mr LSO 4
×
1.000 500
Mr LSO4 = 136 Jadi, Mr LSO 4 = 136. B. Uraian 1.
1)
CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42–(aq) s
[OH –] = 2s = 2(1,36 × 10–5) = 2,72 × 10–5 pOH = –log [OH –] = –log (2,72 × 10–5) = 5 – log 2,72
s
2,5 × 10–5= s2 s = 2,5 ⋅ 10 5 = 5 × 10–3 mol/L
2s
4
s
2,5 × 10–5= (s)(s)
4
3 1 × 10
= 1,7 M
Ksp LSO4 = [L2+] [SO42–]
Ksp Ni(OH)2 = [Ni2+] [OH–]2 1 × 10–14 = (s)(2s) 2 1 × 10–14 = 4s3 s =
6
−
LSO4(s) L2+(aq) + SO42–(aq)
23. Jawaban: b Ni(OH) 2(s) Ni 2+(aq) + 2OH–(aq) s
1 × 10
25. Jawaban: c Misal kelarutan LSO 4 = s M
= 2,15 × 10 –4 mol/L Jadi, kelarutan ion Ca 2+ paling kecil terdapat dalam larutan jenuh CaCO 3.
s
6
−
1,7 × 10
Jadi, konsentrasi ion Ba2+ dalam larutan tersebut sebesar 1,7 M.
4 × 10–11 = (s)(2s) 2 4 × 10–11 = 4s3 s=
= 1 × 10 –3 M
1,7 × 10–6 = [Ba2+] (1 × 10–6)
= 4,89 × 10–3 mol/L 5)
0,001 mol 1L
1,7 × 10–6 = [Ba2+] (1 × 10 –3)2
2,4 × 10–5 = s2
2,4 × 10
=
Ksp BaF2 = [Ba2+] [F–]2
SO42–(aq)
Ksp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–] s=
−
BaF2(s) Ba2+(aq) + 2F–(aq)
= 9,33 × 10 –5 mol/L Ca2+(aq)
sebesar
24. Jawaban: e Ksp BaF 2 = 1,7 × 10–6
Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] s=
2
s
s
Ksp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–] = (s)(s) = s2 2) s
Ag CO (s) 2Ag+(aq) + CO 2–(aq) 2
32s
3
s
Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32–] = (2s)2(s) = 4s3
Kimia Kelas XI
89
3) s
PbF2(s) Pb2+(aq) + 2F–(aq) s
pH
= 14 – pOH = 14 – 6,5 = 7,5 Jadi, endapan Zn(OH) pH 7,5.
2s
Ksp PbF2 = [Pb2+] [F–]2 = (s)(2s)2 = 4s3 4) s
Li3PO4(s) 3Li+(aq) + PO43–(aq) 3s
4. Mol PbCl 2 =
s
Ksp Li3PO4 = [Li+]3 [PO43–] = (3s) 3(s) = 27s4 5) s
=
s=
2s
2+ 3
Ba 3(PO 4)2(s) 3Ba 2+(aq) + 2PO 43–(aq)
s
0,01M
s
b. s
1 × 10–15 = (0,01) [OH–]2 1× 10
=1×
15
−
1× 10
2
−
10–13
[OH –] = 1× 10 13 = 1 × 10–6,5 pOH = –log [OH –] = –log (1 × 10–6,5) = 6,5 −
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
19
3 PO 4
= 1 × 10–5 mol/L dalam air murni
Ag 3PO 4(s) 3Ag +(aq) + PO 43–(aq) 3s
AgNO 3(aq) sp
−
27
sebesar 1 × 10–5 mol/L. Kelarutan Ag 3PO4 dalam AgNO 3 0,01 M s
→
0,01 M
Ksp Zn(OH)2 = [Zn2+] [OH–]2
4 2,7 × 10
Jadi, kelarutan Ag
0,02 M
Endapan Za(OH) 2 mulai terbentuk jika K Zn(OH)2 = hasil kali [ion].
90
3s
s=
[Zn2+] = 0,01 M
[OH –]2 =
Ag 3PO 4(s) 3Ag +(aq) + PO 43–(aq)
23
Zn 2+(aq) + 2Cl –(aq)
0,01 M
–2
2,7 × 10–19 = (3s)3 (s) 2,7 × 10–19 = 27s4
= 1,26 × 10–5 mol/L = 1,26 × 10–5 mol/L × 601 g/mol = 7,6 × 10–3 g/L →
1 × 10
Ksp Ag3PO4 = [Ag+]3 [PO43–]
3,4 × 10–23 = (3s) 3(2s) 2 3,4 × 10–23 = 108s5
3. ZnCl2(aq)
–3
5 × 10
+ 2Cl –(aq)
Misal kelarutan Ag3PO4 = s mol/L
Ksp Ba3(PO4)2 = [Ba2+]3 [PO43–]2
s=
= 5 × 10 –3 mol/L
Pb 2+(aq)
5. a. Kelarutan Ag 3PO4 dalam air murni
2s
−
= 0,001 mol
Ksp PbCl2 = [Pb2+] [Cl–]2 = (5 × 10–3)(1 × 10–2)2 = (5 × 10 –3)(1 × 10–4) = 5 × 10–7 Jadi, Ksp PbCl = 5 × 10–7.
Misal kelarutan Ba3(PO4)2 = s mol/L
5 3,4 × 10 108
0,278 278
0,001 mol 0,2 L
=
5 × 10–3
2. Mr Ba3(PO4)2 = (3 × Ar Ba) + (2 × Ar P) + (8 × Ar O) = (3 × 137) + (2 × 31) + (8 × 16) = 411 + 62 + 128 = 601
3s
mol V
PbCl 2(s)
3– 2
4 ] Ksp Cu3(PO4)2 = [Cu 3 ] [PO = (3s) (2s) 2 = (27s 3)(4s 2) = 108s5
s
massa PbCl2 Mr PbCl 2
Kelarutan PbCl2 = s
Cu3(PO4)2(s) 3Cu2+(aq) + 2PO 43–(aq) 3s
mulai terbentuk pada
2
Ag+(aq) + NO 3–(aq) 0,01 M
0,01 M
[Ag+] = (3s + 0,01) M [PO43–] = s M Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [Ag +] = 0,01 M. Ksp Ag3PO4 = [Ag+]3 [PO43–] 2,7 × 10–19 = (0,01)3 [PO43–] 2,7 × 10–19 = (1 × 10–6) [PO43–] [PO43–] = 3–
2,7 × 10 1 × 10
−
19
6
−
–13
[PO4 ] = 2,7 × 10 [Ag3PO4] = [PO 43–] = 2,7 × 10–13 mol/L Jadi, kelarutan Ag 3 PO 4 dalam AgNO 0,01 M sebesar 2,7 × 10 –13 mol/L.
3
c.
Kelarutan Ag 3PO4 dalam K3PO4 0,01 M
7. Mol NaOH = V NaOH × MNaOH = 100 mL × 1 M = 100 mmol
Ag 3PO 4(s) 3Ag +(aq) + PO 43–(aq) s
3s
s
K3PO 4(aq)
2K +(aq) + PO 43–(aq)
→
0,01 M
0,02 M
[Ag+] = 3s M [PO43–] = (s + 0,01) M Diasumsikan s << 0,01 M sehingga [PO43–] = 0,01 M. Ksp Ag 3PO4 = [Ag+]3 [PO43–] 19
−
×
10 [Ag+]3 = 2,70,01
= 2,7 × [Ag +]3 = 27 × 10–18
18
[Ag+] =
3
[Ag3PO4] =
1 3
× [Ag+]
=
1 3
× 3 × 10–6
−
= 3 × 10–6
=1× mol/L Jadi, kelarutan Ag3PO4 dalam K3PO4 0,01 M sebesar 1 × 10–6 mol/L. 6. CuCO3(s) Cu2+(aq) + CO32–(aq) s
s
K sp = [Cu2+] [CO32–] 1 × 10–10 = (s)(s) 1 × 10–10 = s2 s =
1 × 10
10–5 = 10–5 =
→
CH3COONa(aq) + H2O()
:
–
–
100
100
Oleh karena NaOH dan CH COOH habis 3 bereaksi, maka akan terjadi hidrolisis garam. Garam yang terbentuk bersifat basa karena berasal dari basa kuat dan asam lemah. mol volume total 100 mmol 200 mL
= CH 3COONa (aq)
= 0,5 M
CH 3COO –(aq) + Na+(aq)
→
0,5 M
0,5 M
0,5 M
CH3COO–(aq) + H2O() CH3COOH(aq) + OH–(aq)
Na+(aq) + H2O() → / [OH –] =
Kw Ka
×
M
=
Kw Ka
×
[CH3COO− ]
=
1.000 V(mL)
×
massa CuCO3 Mr CuCO 3
massa CuCO3 123,5
Massa CuCO3 =
NaOH(aq) + CH 3COOH(aq)
10
Mr CuCO3 = (63,5 + 12 + (3 × 16)) = 123,5 Kelarutan CuCO3 dalam 500 mL air: g Mr
3COOH
−
= 10–5 mol/L
[CuCO3] = s =
3COOH
= 100 mL + 100 mL = 200 mL
[CH3COONa] =
10–6
s
× MCH
Vtotal = VNaOH + VCH
Sisa
10–17
27 × 10
3COOH
= 100 ml × 1 M = 100 mmol
Mula-mula: 100 100 – – Reaksi : 100 100 100 100 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
2,7 × 10–19 = [Ag+]3(0,01)
[Ag+]3
Mol CH3COOH = V CH
0,01 M
10
5
−
×
14
−
10
5
−
5 × 10−1
= 2,2 × 10–5 M Pada keadaan larutan tepat jenuh hasil kali konsentrasi ion = Ksp Ni(OH)2. Ksp Ni(OH)2 = [Ni 2+][OH –]2 1 × 10–14 = [Ni2+](5 × 10–10) [Ni 2+] =
×2
1× 10
14
−
5 × 10
10
−
= 2 × 10–5 M
123,5 2
×
10–4
×
1 × 10–14 = [Ni2+](2,2 × 10–5)2
1.000 500
= 6,175 × = 0,62 mg
10
8. AB(s) A+(aq) + B–(aq) gram
Ksp AB = [A+] [B –] Volume total= (250 + 250) mL = 500 mL = 0,5 L
Jadi, massa CuCO3 yang larut dalam 500 mL air sebesar 0,62 mg.
Kimia Kelas XI
91
Konsentrasi ion-ion dalam larutan Mol A+ = 3 × 10–3 mol +
[A +] =
mol A volume total
=
3 × 10 3 mol 0,5 L −
Mol B– = 4 × 10–3 mol
[OH –] =
−
[B –] = =
4 × 10 3 mol 0,5 L
pH =8 pOH = 14 – pH = 14 – 8 =6 –log [OH–] = –log 10 –6 [OH –] = 10 –6 M Konsentrasi ion OH– dalam larutan:
= 6 × 10–3 M molB volume total
10.
=8×
[Co 2+] =
M
= 10
= (6 × 10–3) (8 × 10–3)
[Fe 2+] =
10–5
= 4,8 × Ksp A B = 10 –8 Hasil kali [ion] > K sp
⇒
terjadi endapan
Jadi, pada campuran larutan tersebut terjadi endapan karena harga hasil kali konsentrasi ionionnya > Ksp.
[La 3+] = = a.
× (2 × 10 –3 M) M
Co(OH)2(s) Co2+(aq) + 2OH –(aq); Ksp Co(OH)2 = 2 × 10 –16
sp
sehingga terjadi
2
b.
Fe(OH)2(s) Fe2+(aq) + 2OH –(aq); Ksp Fe(OH)2 = 8 × 10–15 Hasil kali [ion]= [Fe2+] [OH–]2 = (10–3) (5 × 10–7)2 = 2,5 × 10–16 Hasil kali [ion] < Ksp sehingga tidak terjadi endapan Fe(OH)2.
c.
La(OH)3(s) La3+(aq) + 3OH –(aq); Ksp La(OH)3 = 1 × 10–19 Hasil kali [ion]= [La3+] [OH–]3 = (10–3) (5 × 10–7)3 = 1,25 × 10–22 Hasil kali [ion] < Ksp sehingga tidak terjadi endapan La(OH)3.
12
−
4
= 1,1 × 10–4 [OH –]=
2s = 2 × 1,1 × 10 –4 = 2,2 × 10 –4 M pOH = –log [OH –] = –log (2,2 × 10–4) = 4 – log 2,2 pH = 14 – pOH = 14 – (4 – log 2,2) = 10 + log 2,2 = 10,34
10 –3
Hasil kali [ion] > K endapan Co(OH) .
2
3 6 × 10
100 200
= 2,5 × 10 –16
Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+] [OH–]2
s=
× (2 × 10 –3 M)
= (10–3)(5 × 10–7)2
2s
6 × 10–12 = (s)(2s) 6 × 10 = 4s3
M
Hasil kali [ion] = [Co 2+] [OH–]2
Mg(OH) 2(s) Mg2+(aq) + 2OH –(aq)
–12
100 200
× (2 × 10 –3 M)
= 10 –3 M
9. Endapan mulai terbentuk saat hasil kali [ion] = Ksp Mg(OH)2. s
100 200 –3
Hasil kali [ion]= [A+] [B–]
s
× 10–6 M
= 5 × 10–7 M Konsentrasi setiap ion:
−
10–3
100 200
Jadi, hidroksida yangkali mengendap yaitu Co(OH)2 karena harga hasil konsentrasi ion-ion-nya > Ksp.
92
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Sistem Koloid dan Penerapannya
S i s t e m Ko l o i d
• •
Sistem dispersi Macam-macam sistem koloid
• • • • • • • • •
P e n g g u n a a n Ko l o i d d a l a m K e h i d u p a n S e h a r i - h a r i
• • • •
Bidang industri Bidang makanan Bidang farmasi Bidang kosmetik
Menerapkan sikap tanggung jawab dalam setiap kegiatan dan praktikum. Bersikap mandiri dalam belajar dan berlatih mengerjakan soal mengenai sifat koloid dan penerapannya. Berorientasi pada ti ndakan dengan menerapkan ilmu yang di peroleh dalam kehidupan sehari-hari. Mengembangkan rasa ingin tahu mengenai contoh-contoh sistem koloid di lingkungan sekitar. Mampu menjelaskan pengertian sistem dispersi koloid dan perbedaannya dengan suspensi maupun larutan. Mampu membedakan koloid, suspensi, dan larutan melalui pengamatan. Mampu menyebutkan tipe-tipe koloid sesuai fase penyusunnya. Mampu menjelaskan penggunaan koloid dalam kehidupan sehari-hari. Mampu menyebutkan contoh dan tipe koloid di lingkungan sekitar.
Kimia Kelas XI
93
A. Pilihan Ganda
B. Uraian
1. Jawaban: b 1. Suspensi merupakan sistem dispersi heterogen Contoh zat yang termasuk koloid antara lain awan, yang tampak membentuk dua fase karena terdiri debu, batu apung, dan asap. Awan merupakan atas partikel terdispersi dengan ukuran >10–5cm. fase terdispersi cair dalam gas. Debu dan asap Suspensi tidak stabil sehingga menghasilkan merupakan fase terdispersi padat dalam gas. Batu endapan dan dapat dipisahkan dengan penyaringan apung merupakan fase terdispersi gas dalam sederhana. Sementara itu, koloid merupakan padat. Air laut dan air gula merupakan larutan sejati. sistem dispersi heterogen yang tampak seperti Larutan tepung termasuk suspensi. satu fase karena mempunyai partikel terdispersi 10–7 – 10–5 cm. Koloid bersifat stabil sehingga 2. Jawaban: e tidak mengendap dan hanya terlihat keruh. Oleh Sistem koloid yang tersusun atas zat padat dalam karena itu, koloid tidak dapat dipisahkan dengan cair disebut sol cair. Tinta tersusun atas zat padat penyaringan sederhana. (zat warna dari logam) dalam medium cair (pelarut). Mentega termasuk emulsi padat karena tersusun 2. a. atas zat cair dalam medium padat. Es krim dan santan termasuk emulsi cair karena tersusun atas b. zat cair dalam medium cair. Kabut termasuk aerosol cair karena tersusun atas zat cair dalam medium c. gas. 3. Jawaban: e Emulsi cair biasa disebut emulsi. Emulsi adalah sistem koloid dengan fase terdispersi cair dalam medium pendispersi cair. Mayones dan susu merupakan contoh emulsi. Mayones adalah emulsi minyak dalam air, sedangkan susu adalah emulsi lemak dalam air. Sementara kanji dan sabun termasuk jenis sol. Mentega merupakan contoh emulsi padat, sedangkan kue termasuk busa padat.
d.
e.
Debu tersusun atas fase terdispersi padat dalam medium gas (aerosol padat). Mutiara tersusun atas fase terdispersi cair dalam medium padat (emulsi padat). Hairspray tersusun atas fase cair dalam medium gas (aerosol cair). Gelatin tersusun atas fase padat dalam medium cair (sol cair) yang menyerap mediumnya sehingga membentuk gel. Busa sabun tersusun atas fase gas dalam medium cair (busa cair).
3. Emulsi merupakan sistem koloid yang tersusun atas fase cair dalam medium cair. Santan terdiri atas butiran-butiran minyak dari buah kelapa yang terdispersi stabil dalam air dan tidak saling melarutkan. Oleh karena tersusun atas fase cair (minyak) dalam medium cair (air), santan termasuk jenis emulsi.
4. Jawaban: e Darah termasuk sistem koloid karena merupakan campuran heterogen yang terlihat homogen dan stabil walaupun tersusun atas dua fase. Darah tidak 4. Roti tawar merupakan contoh jenis koloid busa dapat mengendap kecuali dengan perlakuan padat. Hal ini karena terdapat gas-gas yang khusus, misal sentrifugasi. Darah merupakan contoh terdispersi merata dalam adonan tepung roti. koloid sol yang tersusun atas zat terlarut berupa Dengan demikian, fase terdispersi dalam roti tawar zat makanan, hormon, dan sisa metabolisme yang adalah gas dan mediumnya berupa zat padat terdispersi dalam plasma darah. sehingga termasuk jenis busa padat. 5. Jawaban: b Mayones merupakan contoh emulsi, yaitu sistem koloid yang terdiri atas zat cair yang terdispersi dalam medium cair. Koloid yang tersusun atas gas dalam medium cair disebut busa, contoh krim kocok (whipped cream). Fase cair yang terdispersi dalam medium padat disebut emulsi padat, contoh mentega. Koloid yang terbentuk dari zat padat dalam medium cair disebut sol cair, contoh tinta. Jenis koloid yang terbentuk dari zat padat dalam medium padat disebut sol padat, misal botol kaca berwarna.
94
Sistem Koloid dan Penerapannya
5. Obat antinyamuk semprot adalah koloid tipe aerosol cair. Aerosol cair terbentuk dari fase cair yang terdispersi dalam medium pendispersi gas. Begitu pula dengan obat antinyamuk semprot. Bahan aktif antinyamuk yang berwujud cair didispersikan dalam gas bertekanan tinggi.
A. Pilihan Ganda
B. Uraian
1. Jawaban: d Roti dan marsmallow termasuk jenis koloid busa padat karena mempunyai fase terdispersi gas dalam medium padat. Emulsi mempunyai fase terdispersi cair dalam medium cair, misal susu dan santan. Emulsi padat mempunyai fase terdispersi cair dalam medium padat, misal mentega, keju, dan margarin. Aerosol mempunyaifase terdispersi cair dalam medium gas, misal kabut. Sol padat mempunyai fase terdispersi padat dalam medium padat, misal gelas berwarna.
1. Getah karet adalah koloid tipe sol. Zat yang terdispersi dalam getah karet adalah partikel-partikel karet. Karet dapat diperoleh dengan memisahkan partikel-partikel karet dari medium pendispersinya. Hal ini dilakukan dengan mengkoagulasikan getah karet dengan asam formiat atau asam asetat. Karet yang telah menggumpal selanjutnya digiling dan dicuci. Karet kemudian diproses lebih lanjut menjadi lembaransheet ( ).
2. Jawaban: b Penerapan sistem koloid tipe sol dalam kosmetik antara lain cat kuku. Dalam cat kuku, zat padat pewarna didispersikan dalam medium cair sehingga mudah digunakan. Cologne merupakan larutan yang terdiri atas minyak esensial yang terdispersi dalam medium cair. Deodoran dibuat dalam bentuk gel. Hair spray dibuat dalam bentuk aerosol. Sabun cukur dibuat dalam bentuk busa (buih).
2. Penerapan koloid dalam proses penjernihan air dilakukan dengan menambahkan tawas pada air yang keruh. Tawas mampu menggumpalkan lumpur koloidal sehingga mudah disaring. Ion Al 3+ dari tawas akan membentuk partikel koloid Al(OH) 3 yang bermuatan positif. Koloid Al(OH) 3 akan mengadsorpsi koloid pencemar bermuatan negatif dalam air, seperti zat warna dan detergen. 3. Tahu dibuat dari kedelai yang digiling dan dicampur air, kemudian direbus hingga matang . Setelah dingin, rebusan tersebut disaring. Hasil penyaringan merupakan bentuk koloid karena sari kedelai terdispersi stabil dalam air. Agar diperoleh tahu dari sari kedelai, ke dalam hasil penyaringan tersebut ditambahkan larutan elektrolit CaSO 4.2H 2O. Penambahan CaSO4.2H2O menganggu kestabilan koloid sehingga sari kedelai menggumpal dan terpisah. Gumpalan ini
3. Jawaban: d Getah karet merupakan sistem koloid karena di dalamnya partikel karet terdispersi sebagai partikel koloid. Sistem dispersi getah karet termasuk koloid tipe sol, yaitu fase padat terdipersi dalam medium kemudian dicetak menjadi tahu. 4. Mayones dan margarin sama-sama dibuat dalam cair. Fase cair dalam medium cair adalah emulsi, bentuk koloid tipe emulsi. Perbedaan keduanya misal mayones (minyak dalam air). Fase cair dalam terletak pada zat terdispersi dan medium medium padat adalah emulsi padat, misal keju. pendispersinya. Dalam mayones, zat yang terFase gas dalam medium padat adalah busa padat, dispersi adalah minyak yang terdispersi dalam misal styrofoam. Fase padat dalam medium padat medium air. Sementara itu, margarin merupakan adalah sol padat, misal batu opal. koloid yang tersusun dari zat terdispersi air dalam 4. Jawaban: d medium berupa padatan minyak. Obat hirup yang diperuntukan bagi penderita asma 5. Es krim merupakan sistem koloid yang rumit karena dibuat dalam bentuk aerosol. Obat tersebut dibuat tersusun dari globulan lemak yang terdispersi dalam dalam ukuran partikel koloid dan didispersikan air. Selain itu, es krim juga berbentuk gelembungdalam gas yang aman dan mudah menguap. glembung gas yang tersebar merata dalam padatan. Dengan demikian, obat dapat masuk mencapai Oleh karena itu, es krim dapat dikelompokkan ke rongga dalam paru-paru. dalam sistem koloid emulsi atau busa padat. 5. Jawaban: c Gelas berwarna dibuat dengan mendispersikan zat warna ke dalam kaca sehingga termasuk koloid tipe sol padat. Koloid tipe sol diterapkan dalam pembuatan cat. Partikel zat warna didispersikan dalam pelarut cair. Contoh koloid emulsi adalah santan. Contoh busa padat adalah roti, sedangkan contoh aerosol padat adalah debu.
Kimia Kelas XI
95
A. Pilihan Ganda
7. Jawaban: d Sistem koloid yang terdiri atas fase cair yang terdispersi dalam medium gas disebut aerosol. Koloid tipe sol terdiri atas fase padat dalam medium cair. Koloid busa terdiri atas fase gas dalam medium cair. Emulsi terdiri atas fase cair dalam medium cair. Sol padat terdiri atas fase padat dalam medium padat.
1. Jawaban: d Sifat-sifat sistem koloid terdiri atas dua fase, tidak jernih dan tampak homogen. Koloid tidak dapat mengendap, umumnya stabil, dan hanya dapat disaring dengan kertas saring ultra. 2. Jawaban: e Koloid dibedakan dari suspensi karena ciri fisik
8. Jawaban: d Tinta merupakan koloid yang terdiri dari zat warna dari logam yang terdispersi dalam pelarut. Dengan demikian, tinta adalah fase padat terdispersi dalam medium cair. Fase cair yang terdispersi dalam medium gas disebut aerosol, contoh kabut. Fase gas yang terdispersi dalam medium cair disebut busa (buih), contoh busa sabun. Fase cair dalam medium padat disebut emulsi padat, misal agaragar. Fase gas dalam medium padat disebut busa padat, contoh batu apung.
dan sifatnya berbeda. Meskipun keduanya terdiri atas dua fase dan terlihat keruh, partikel yang terdispersi dalam koloid stabil dan tidak dapat disaring dengan penyaring biasa. Partikel terdispersi dalam suspensi tidak stabil dan dapat mengendap. Partikel tersebut dapat dipisahkan dengan penyaringan. Alasan koloid tidak dapat disaring dan suspensi dapat disaring adalah ukuran partikel terdipspersi. Ukuran partikel suspensi >10-5 cm, sedangkan ukuran partikel koloid 10 –7 – 10–5. 3. Jawaban: a Campuran air dengan tepung jagung menghasilkan sistem gel. Gel terbentuk dari sol cair yang fase padat terdipersinya menyerap medium cairnya. Akibatnya, bentuk koloid menjadi kaku dan agak padat. Tepung jagung merupakan polisakarida yang bersifat menyerap air sehingga mengembang. Apabila tepung jagung ditambah air akan terbentuk gel.
9. Jawaban: b Koloid yang tersusun dari fase padat dalam medium gas disebut aerosol padat, misal asap. Partikel dalam asap berupa senyawa oksida hasil pembakaran berukuran besar yang terdispersi rata dalam gas. Cat termasuk sol cair karena terdiri atas zat padat (zat warna dari logam) dalam medium cair (pelarut). Kabut termasuk aerosol cair karena terdiri atas fase cair (uap air) dalam medium gas. Mutiara termasuk emulsi padat karena terdiri atas fase cair (partikel air) dalam medium padat (kalsium karbonat). Batu apung termasuk busa padat karena terdiri atas fase gas dalam medium padat.
4. Jawaban: b Contoh dispersi koloid adalah awan. Awan merupakan sistem dipersi yang terdiri atas uap air (cair) dalam medium gas. Cuka, udara, dan air laut merupakan larutan karena fase terdispersinya tersebar merata dalam mediumnya dan terlihat satu 10. Jawaban: c fase. Air sungai merupakan suspensi karena di Bahan-bahan yang termasuk koloid antara lain dalamnya terlarut batu, kerikil, dan pasir yang styrofoam , keju, kaca atau gelas berwarna, es dapat mengendap dan dipisahkan dari air. krim, hair spray, dan krim kocok. Air lumpur dan larutan terigu termasuk suspensi karena partikel 5. Jawaban: a terdispersi mampu mengendap. Air gula termasuk Salah satu ciri yang membedakan larutan dengan larutan karena air dan gula tercampur homogen. koloid adalah kejernihannya. Larutan membentuk sistem dispersi yang jernih, sedangkan koloid terlihat keruh. Larutan dan koloid mempunyai persamaan untuk ciri fisik yang lain, seperti terlihat homogen, stabil, tidak mengendap, dan tidakdapat disaring dengan kertas saring. 6. Jawaban: d Contoh koloid antara lain susu dan santan. Air sadah, air teh, dan air sirop termasuk larutan. Air kapur adalah contoh suspensi.
96
Sistem Koloid dan Penerapannya
11. Jawaban: b Susu merupakan contoh emulsi lemak dalam air. Emulsi dalam susu distabilkan oleh kasein. Santan dan mayones merupakan emulsi minyak dalam air. Mayones dibuat dari minyak jagung yang didispersikan dalam air dengan bantuan emulgator kuning telur. Sementara itu, keju dan mentega merupakan contoh emulsi padat.
12. Jawaban: d Sol padat adalah koloid yang terdiri atas fase padat yang terdispersi dalam fase padat, misal kuningan. Kuningan tersusun atas dua jenis logam (tembaga dengan seng) yang saling bercampur tetapi tidak saling melarutkan. Debu merupakan fase padat dalam medium gas, termasuk aerosol padat. Mentega merupakan fase cair dalam medium padat, termasuk emulsi padat. Mayones merupakan fase cair dalam medium cair, termasuk emulsi cair.Styrofoam merupakan fase gas dalam medium padat, termasuk busa padat. 13. Jawaban: b Kue yang mengembang merupakan contoh busa padat. Busa padat terbentuk dari gas yang terdispersi dalam padatan. Proses ini terjadi saat adonan dikocok kemudian dikukus/dipanggang. Oleh karena itu, kue termasuk busa padat. 14. Jawaban: d Semir sepatu dibuat dalam bentuk koloid emulsi padat, yaitu fase cair dalam medium padat. Emulsi adalah koloid fase cair dalam medium cair, misal santan. Sol padat merupakan fase padat dalam medium padat, misal paduan logam. Busa padat adalah koloid fase gas dalam medium padat, misal batu apung. Aerosol cair adalah koloid fase cair dalam medium gas, misal obat hirup penderita asma. 15. Jawaban: a Zat yang dapat menstabilkan buih disebut zat pembuih, contoh sabun. Sementara itu, kasein, gelatin, dan lesitin merupakan contoh emulgator yang berfungsi menstabilkan sistem emulsi. Oksigen merupakan salah satu gas yang berperan sebagai fase terdispersi dalam udara. Udara ini dapat terdispersi dalam medium cair membentuk koloid tipe buih. 16. Jawaban: a Emas dapat didispersikan dalam air membentuk koloid sol. Partikel emas dalam ukuran koloid terdispersi merata dalam air. 17. Jawaban: d Detergen dalam air merupakan sol karena terdiri atas zat padat yang terdispersi dalam mediumcair. Selai merupakan emulsi padat karena terdiri atas zat cair dalam medium padat. 18. Jawaban: e atas fase padat dalam fase cair. 1) Sol terdiri 2) Aerosol padat terdiri atas fase padat dalam fase gas. 3) Emulsi terdiri atas fase cair dalam fase cair. 4) Aerosol cair terdiri atas fase cair dalam fase gas.
5) 6) 7)
Sol padat terdiri atas fase padat dalam fase padat. Emulsi padat terdiri atas fase cair dalam fase padat Busa terdiri atas fase gas dalam fase cair.
19. Jawaban: b Kecap termasuk koloid yang tersusun dari fase cair dalam medium cair. Kecap mempunyai sifatsifat sesuai dengan koloid. Partikel zat terdispersi berukuran koloid dan stabil. 20. Jawaban: e Kasein merupakan emulgator yang menstabilkan sistem emulsi susu sehingga granula lemak tetap terdispersi dalam air. Zat yang menurunkan tegangan permukaan disebut surfaktan. Zat ini biasa terdapat dalam detergen yang menurunkan tegangan permukaan air sehingga kotoran mudah larut dalam air. 21. Jawaban: d Bahan pendorong yang digunakan dalam aerosol obat antinyamuk semprot adalah senyawa klorofluorokarbon. Sementara itu, asam formiat dapat digunakan untuk menggumpalkan getah karet. Amonia ditambahkan dalam getah karet untuk mempertahankan keadaan sol lateks. Formaldehid adalah nama lain formalin. Aluminium hidroksida (Al(OH)3) adalah koloid yang dihasilkan dari reaksi tawas dengan air. 22. Jawaban: e Getah karet merupakan sol yang terdiri atas partike l karet dalam cairan getah. Getahkaret diolah menjadi berbagai barang, misal ban, balon, dan karet busa. Dalam pengolahannya, getah karet digumpalkan dengan asam formiat atau asam asetat. Akan tetapi, getah karet dibiarkan dalam wujud cair (lateks) untuk membuat balon dan karet busa. Oleh karena itu, ditambahkan amonia sehingga sol tetap stabil dan tidak menggumpal karena amonia melindungi partikel-partikel karet dari penggumpalan. 23. Jawaban: b Cat merupakan koloid tipe sol. Cat mempunyai fase terdispersi berupa zat padat dalam medium pendispersi cair. Zat padat yang terdispersi dalam cat di antaranya zat warna, oksida logam, bahan pengawet, zat pencemerlang, dan zat pereduksi. Emulgator ditambahkan ke dalam cat agar sistem koloid stabil. 24. Jawaban: d Koloid yang terbentuk dari reaksi antara tawas dengan air adalah Al(OH) 3. Koloid ini mampu mengadsorpsi zat pencemar, seperti zat warna.
Kimia Kelas XI
97
25. Jawaban: c Kuning telur berfungsi sebagai emulgator dalam mayones. Kuning telur membantu mengemulsikan minyak nabati dalam air. 26. Jawaban: a Lipstik adalah sol padat. Maskara dan cat kuku adalah sol. Gel rambut merupakan koloid tipe gel. Pembersih muka merupakan emulsi. Bahan berwujud cair didispersikan dalam medium cair. 27. Jawaban: d Getah karet dikoagulasikan dengan penambahan asam formiat (HCOOH) atau asam asetat (CH COOH). Penambahan kedua larutan tersebut 3 memisahkan fase terdispersi partikel-partikel karet dari getah karet. 28. Jawaban: e Norit dapat digunakan untuk mengobati sakit perut, karena norit dapat membentuk koloid yang mampu mengadsorpsi zat racun atau gas di dalam pencernaan. 29. Jawaban: c Tawas yang ditambahkan ke dalamair membentuk koloid Al(OH)3 yang teurai menghasilkan partikel positif. Partikel positif menarik partikel negatif kotoran dan menggumpalkannya. Kotoran kemudian mengendap karena pengaruh gaya gravitasi bumi. 30. Jawaban: b Kasein dalam susu yang telah basi akan rusak akibat penguraian oleh bakteri. Oleh karena rusaknya kasein, lemak yang semula terdispersi merata kemudian saling mengumpul dan menggumpal. Granula lemak menjadi terpisah dari air sehingga sistem koloid rusak. B. Uraian 1. Sistem dispersi koloid merupakan sistem dispersi yang terdiri atas dua fase yang terlihat keruh, tetapi bersifat homogen, stabil, dan tidak dapat mengendap dalam keadaan biasa oleh gravitasi bumi. Kestabilan sistem koloid disebabkan ukuran partikel koloid yang lebih kecil dari partikel suspensi, tetapi lebih besar dari partikel larutan sejati. 2. a. b. c. d. e.
Air dengan tanah menghasilkan suspensi. Air dengan alkohol menghasilkan larutan. Air dengan protoplasma menghasilkan koloid. Air dengan urea menghasilkan larutan. Air dengan detergen menghasilkan koloid.
3. Campuran g as den gan ga s tidak mem bentuk koloid, tetapi membentuk larutan sejati. Hal ini karena partikel-partikel molekul gas berukuran 98
Sistem Koloid dan Penerapannya
kurang dari 10-7 cm dan jarak antarpartikel sangat renggang. Akibatnya, gas-gas bercampur secara homogen dalam berbagai perbandingan. 4. Tanah merupakan sistem koloid karena tanah terdiri atas berbagai padatan seperti humus, pasir, dan mineral-mineral yang bercampur menjadisatu. Tanah digolongkan dalam sol padat. 5. Kaca berwarna dibuat dari zat warna berupa koloid senyawa logam dan cairan kaca. Keduanya tercampur merata dan tidak dapat dipisahkan dengan cara sederhana. Akan tetapi, keduanya tidak saling bereaksi melarutkan satu sama lain. Oleh logam berupa zatdigolongkan padat dan kaca karena juga zatsenyawa padat, dispersi keduanya ke dalam sol padat. 6. Angin puting beliung termasuk koloid tipe aerosol padat, yaitu fase padat yangterdispersi dalam fase gas. Hal ini karena angin puting beliung terdiri atas zat-zat padat berupa debu dan serpihan bendabenda yang terdispersi dalam udara. Fase terdipersi tidak terpisah dan stabil di dalam udara yang terus berputar. 7. Parfum semprot menerapkan sistem koloid aerosol. Parfum dibuat dari beberapa minyak esensial dan pelarut dalam bentuk cair. Campuran ini kemudian didispersikan dalam gas bertekanan tinggi. Dalam parfum semprot ditambahkan bahan pendorong , misal klorofluorokarbon. 8. Beberapa obat yang tidak dapat dibuat dalam bentuk larutan dibuat dalam bentuk koloid karena bentuk koloid memungkinkan campuran dua fase yang stabil. Penerapan koloid dalam bidang farmasi antara lain pengobatan sakit perut dengan norit. Norit yang berupa karbon aktif membentuk koloid yang menyerap gas dan zat racun di dalam perut. Contoh lain penerapan koloid dalam farmasi adalah obat hirup bagi penderita asma yang termasuk aerosol. Obat yang merupakan zat cair dibuat dalam ukuran koloidkemudian didispersikan dalam pelarut yang mudah menguap. Dengan demikian, obat dapat mencapai rongga paru-paru. 9. Deodoran mengandung seng peroksida, minyak esensial parfum, serta zat antiseptik untuk menghentikan kegiatan bakteri. Seng peroksida dapat menghilangkan senyawa yang berbau dengan cara mengoksidasinya, sedangkan minyak esensial dan parfum menyerap atau menghilangkan bau badan. 10. Pemutihan gula dengan sistem koloid dilakukan dengan melarutkan gula ke dalam air dan mengalirkannya melalui sistem koloid tanah diatome atau karbon. Partikel koloid tersebut akan mengadsorbsi zat warna dari gula tebu sehingga gula menjadi berwarna putih.
Sifat-Sifat Koloid dan Pembuatan Koloid
Sifat-Sifat Koloid
• • • • • • • •
Efek Tyndall Gerak Brown Elektrolisis Adsorpsi Koagulasi Dialisis Koloid pelindung Koloid liofil dan liofob
Pembuatan Koloid
• •
• • • • • • • • • •
Cara k ondensasi Cara dispersi
Mampu menunjukkan sikap rasa ingin tahu tentang sifat-sifat cairan yang berada di sekitar rumah dengan menerapkan sifat efek Tyndall. Mampu berpikir dan bertindak kreatif dengan menerapkan materi cara pembuatan koloid, misalnya membuat sabun. Mampu bekerja sama dengan teman kelompoknya saat mengerjakan praktikum. Mampu mengelompokkan sifat-sifat koloid dan menyebutkan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Mampu melakukan percobaan sifat-sifat koloid. Mampu membedakan koloid liofob dan liofil. Mampu menjelaskan koloid pelindung dan contohnya dalam dunia industri. Mampu menjelaskan proses penjernihan air dan kaitannya dengan sifatsifat koloid. Mampu menjelaskan cara pembuatan koloid secara dispersi maupun kondensasi. Mampu melakukan percobaan pembuatan koloid.
Kimia Kelas XI
99
A. Pilihan Ganda
1.
5.
Efek Tyndall adalah peristiwa hamburan cahaya oleh partikel koloid. Gerak Brown adalah gerak acak dari partikel-partikel koloid dalam medium pendispersinya. Elektroforesis adalah gerakan partikel koloid dalam medan listrik ke arah kutub yang muatannya berlawanan. Koagulasi adalah peristiwa penggumpalan partikel-partikel koloid sehingga terpisahadalah dari medium Koloid pelindung koloid pendispersinya. yang mampu melindungi koloid lain agar tidak terjadi penggumpalan/koagulasi. 2.
3.
6.
7.
Elektroforesis merupakan peristiwa pergerakan partikel koloid dalam medan listrik. Penerapan elektroforesis terdapat dalam penggunaan alat Cottrel dalam industri. Alat Cottrel terdiri atas elektrode bertegangan tinggi sehingga memberi
4.
Jawaban: c
Telur mentah yang direbus adalah contoh penerapan dari sifat koloid koagulasi karena terjadi penggumpalan protein. Dengan adanya koagulasi, zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi terjadi karena pemanasan, penambahan elektrolit, dan pencampuran dua koloid yang berbeda muatan.
100
Sifat-Sifat Koloid dan Pembuatan Koloid
Jawaban: e
Penambahan elektrolit yang berbeda muatan pada dispersi koloid akan menyebabkan koagulasi atau penggumpalan. Sol As 2O3 bermuatan negatif sehingga larutan elektrolit dengan muatan positif terbesar akan efektif untuk mengkoagulasikan sol As2O3. FeCl3 mempunyai ion bermuatan positif terbesar yaitu +3, sedangkan Ba(NO 3)2, MgSO4, dan FeSO4 bermuatan +2. Sementara itu, K3PO4 bermuatan +1.
Jawaban: d
muatan pada partikel Partikel debu tersebutnegatif kemudian ditarik olehdebu. elektrode bermuatan positif dan dikumpulkan. Dialisis adalah cara memisahkan ion-ion pengganggu dalam koloid menggunakan selaput semipermeabel, misal pada proses cuci darah. Sinar matahari yang kelihatan saat masuk ruangan melalui celah merupakan fenomena efek Tyndall. Pembentukan delta di muara sungai merupakan contoh sifat koloid koagulasi (pengendapan). Penjernihan air menerapkan sifat adsorpsi dan koagulasi menggunakan tawas. Tawas mengendapkan kotoran dalam air dan membentuk koloid yang mampu menyerap zat warna dan zat pencemar lainnya.
Jawaban: d
Elektrodialisis adalah proses dialisis menggunakan elektrode. Tujuannya untuk menarik ion sisa penambahan elektrolit agar keluar dari dispersi koloid.
Jawaban: d
Gerak acak partikel tepung sari dalam medium air merupakan gerak Brown. Gerak acak ini disebabkan oleh tumbukan tidak seimbang antara partikelpartikel koloid yang terdispersi dengan molekulmolekul medium pendispersinya. Semakin kecil ukuran partikel koloid, gerak Brown semakin cepat.
Jawaban: a
Sifat dialisis dimanfaatkan dalam proses cuci darah (hemodialisis) pada penderita gagal ginjal. Proses pemisahan mineral logam dari bijihnya pada industri logam dan proses penjernihan air tebu pada pembuatan gula pasir menggunakan tanah diatome merupakan pemanfaatan sifat adsorpsi. Proses penetralan albuminoid dalam darah sehingga terjadi penggumpalan yang dapat menutup luka dan penggumpalan asap pabrik dengan alat pengendap Cottrel merupakan pemanfaatan sifat koagulasi.
Jawaban: b
8. Jawaban : c Struktur sabun mempunyai bagian yang bersifat hidrofil (senang air) dan bagian yang bersifat hidrofob (tidak senang air). Bagian hidrofil/liofil berfungsi menarik air, sedangkan bagian hidrofob/ liofob akan mengikat butiran minyak. Dengan demikian, emulsi minyak dan air menjadi stabil. 9.
Jawaban: a
Partikel koloid dapat bermuatan karena permukaannya mampu menyerap ion-ion. Kemampuan ini menunjukkan sifat partikel koloid berupa adsorpsi. Contohnya sol Fe(OH) 3 bermuatan positif. Muatan ini terjadi karena sol 3+ Fe(OH) 3 mengadsorpsi ion positif Fe dari medium pendispersinya. 10.
Jawaban: b
Minyak silikon merupakan koloid pelindung pada cat, yaitu untuk melindungi campuran warna cat dengan oksida-oksida logam. Kasein merupakan koloid pelindung dalam susu, yaitu melindungi lemak agar tetap menyatu dengan medium pendispersinya. Terjadinya solvatasi pada koloid liofil atau hidrofil bertujuan agar terbentuk selubung
sehingga koloid terhindar dari agregasi. Penggunaan kantong semipermeabel untuk mengurangi ion-ion pengganggu pada proses hemodialisis menunjukkan pemanfaat sifat dialisis. B. Uraian
3. Partikel koloid sol memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi partikel pendispersi pada permukaannya. Daya adsorpsi partikel koloid sol tergolong besar karena partikelnya memiliki permukaan yang luas. Oleh karena itu, sifat ini digunakan dalam berbagai proses seperti penjernihan air.
1. Beberapa sifat-sifat koloid sebagai berikut. 4. a. Efek Tyndall adalah peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel koloid. b. Gerak Brown adalah gerakan acak partikel koloid secara terus-menerus dengan gerak zigzag yang diakibatkan oleh adanya tumbukan antara partikel koloid dengan medium pendispersinya. c. Elektroforesis ad alah per gerakan par tikel koloid di bawah pengaruh medan listrik. d. Adsorpsi adalah kemampuan partikel koloid 5. menyerap ion di permukaannya. e. Koagulasi a dalah pe ristiwa pen gendapan partikel-partikel koloid sehingga fase terdispersinya terpisah dari medium pendispersinya. 2. Gerak Brown membuat partike l-partikel koloid dapat mengatasi pengaruh gravitasi sehingga partikel koloid tersebar merata dalam medium pendispersinya. Peristiwa ini menyebabkan koloid menjadi stabil dan tidak mengendap meskipun didiamkan dalam waktu yang lama.
A. Pilihan Ganda
1.
Jawaban: b
Pembuatan koloid dengan cara dispersi dilakukan dengan mengubah partikel-partikel kasar menjadi partikel koloid. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi dilakukan dengan cara mengubah larutan sejati menjadi partikel koloid. Pembuatan koloid secara reaksi hidrolisis dilakukan dengan mereaksikan garam tertentu dengan air. Pembuatan koloid secara reaksi redoks dilakukan dengan mereaksikan suatu zat dengan disertai perubahan oksidasi. Pembuatan koloid dengan carabilangan penggantian pelarut digunakan untuk mempermudah pembuatan koloid yang tidak dapat larut dalam suatu pelarut tertentu.
2.
Sol hidrofil atau liofil bersifat reversible karena fase terdispersi pada sol hidrofil dapat dipisahkan dengan cara pemanasan. Zat padat yang terpisah ini dapat kembali menjadi sol apabila dicampurkan dengan air. Contoh sifat reversible dapat ditemui pada sol agar-agar. Agar-agar dalam air panas berupa sol, setelah didinginkan berubah menjadi gel. Gel akan menjadi sol kembali setelah dipanaskan. Tujuan penggunaan alat pengendap Cottrel di pabrik dan industri yaitu mencegah polusi udara oleh buangan beracun dan memperoleh kembali debu yang berharga (misal debu logam). Cara kerja alat tersebut dengan mengalirkan asap dari pabrik melalui ujung-ujung logam yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000 hingga 75.000 volt). Ujung-ujung yang runcing akan mengionkan molekul-molekul dalam udara. Ion-ion tersebut akan diadsorpsi oleh partikel asap yang kemudian menjadi bermuatan. Selanjutnya, partikel asap bermuatan tersebut akan ditarik dan diikat pada elektrode yang bermuatan berlawanan.
Jawaban: c
Pembuatan koloid secara hidrolisis terdapat pada pembuatan sol Fe(OH)3 dengan reaksi: FeCl3(aq) + 3H2O() → Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq) Reaksi AgNO 3(aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO3(aq) merupakan reaksi pengendapan. Reaksi As2O3(aq) + 3H2S(g) → As2S3(s) + 3H2O() merupakan reaksi pemindahan. Reaksi 2AuCl3(aq) + 3HCHO(aq) + 3H2O() → 2Au(s) + 6HCl(aq) + 3HCOOH(aq) dan H2S(g) + H O (aq) → S(s) + 2H O() merupakan reaksi 2 2 2 redoks.
Kimia Kelas XI
101
3.
Jawaban: e
mekanik dilakukan dengan cara penggerusan zat padat lalu didispersikan ke dalam medium pendispersi. Pembuatan koloid dengan cara busur Bredig menggunakan loncatan bunga api listrik. Reaksi pemindahan dilakukan dengan menambahkan atau mengalirkan suatu zat ke dalam larutan untuk membentuk koloid. Pengembunan uap dilakukan dengan cara menguapkan zat lalu mengalirkannya melalui air dingin sehingga terbentuk cairan (mengembun). Keempat cara tersebut biasa digunakan dalam pembuatan sol.
Pembuatan koloid melalui reaksi redoks, reaksi hidrolisis, dan reaksi pertukaran ion merupakan pembuatan koloid secara kondensasi. Pembuatan koloid secara busur Bredig, peptisasi, dan mekanik merupakan pembuatan koloid secara dispersi. 4.
Jawaban: b
Pembuatan koloid dengan cara membuat partikelpartikel fase terdispersi menggunakan loncatan bunga api listrik merupakan pembuatan koloid dengan cara busur Bredig. Pembuatan koloid dengan cara pendinginan dilakukan dengan cara menggumpalkan suatu larutan sehingga menjadi
9.
Proses pembuatan sistem koloid dapat dilakukan
koloid. Pembuatan koloid dengan cara pengembunan uap dilakukan dengan mengalirkan uap melalui air dingin hingga mengembun sehingga diperoleh partikel koloid. Pembuatan koloid dengan cara penggantian pelarut dilakukan dengan mengganti pelarut yang digunakan dengan pelarut tertentu yang mampu melarutkan fase terdispersi dengan baik. Pembuatan koloid dengan cara homogenisasi digunakan untuk membuat suatu zat menjadi homogen dan berukuran partikel koloid. 5.
dengan cara kondensasi dan dispersi. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi di antaranya sebagai berikut. a. Pembuatan sol AgCl dengan mereaksikan larutan NaCl dengan larutan AgNO3. b Pembuatan sol belerang dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan H 2O2. c. Pembuatan sol Fe(OH) 3 dengan menambahkan tetes demi tetes larutan FeCl 3 ke dalam air mendidih. Pembuatan koloid dengan cara dispersi di antaranya sebagai berikut. a. Pembuatan sol belerang dengan melarutkan serbuk halus belerang ke dalam air. b. Pembuatan sol belerang dengan mengalirkan gas H2S ke dalam endapan CdS. Jadi, pembuatan koloid dengan cara kondensasi ditunjukkan oleh nomor 2), 3), dan 5).
Jawaban: e
Contoh pembuatan koloid dengan cara dispersi adalah pembuatan sol emas dengan meloncatkan bunga api listrik dari elektrode Au dalam air. Cara ini dikenal dengan cara busur Bredig. Sementara itu, pilihan a, b, c, dan d dibuat dengan cara kondensasi. 6.
Jawaban: a
Sol belerang dibuat dengan mengalirkan gas H 2S ke dalam larutan SO2. Campuran ini menghasilkan endapan belerang menurut persamaan reaksi berikut. 2H2S(g) + SO2(aq) → 3S(s) + 2H2O() Selain itu, sol belerang dapat dibuat dengan cara menambahkan HCl ke dalam larutan Na2S2O3. Na2S2O3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2SO3(aq) + S(s)
7.
Jawaban: c
Reaksi hidrolisis pembuatan sol besi(III)hidroksida dari besi(III) klorida sebagai berikut. FeCl3(aq) + 3H2O() → Fe(OH)3(aq) + 3HCl(aq) 8.
Jawaban: b
Jeli merupakan fase terdispersi cair dalam medium pendispersiZat padat. Jeli dapat dibuat dengan cara peptisasi. pemecah dalam pembuatan jeli adalah pektin atau asam pektinat. Pektin mempunyai sifat terdispersi dalam air. Pektin bersama gula dan asam pada suhu tinggi akan membentuk gel (jeli). Pembuatan koloid secara
102
Sifat-Sifat Koloid dan Pembuatan Koloid
Jawaban: c
10.
Jawaban: b
Agar-agar yang dilarutkan dalam air akan membentuk suspensi. Setelah dipanaskan dan didinginkan, suspensi agar-agar tersebut akan berubah menjadi gel. B. Uraian
1. Pembuatan koloid dengan cara dispersi berasal dari suspensi. Caranya dengan menghaluskan partikel-partikel suspensi hingga berukuran partikel koloid lalu mendispersikannya ke dalam medium pendispersi. Cara dispersi meliputi peptisasi, mekanik, dan busur Bredig. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi berasal dari partikelpartikel zat terlarut di dalam larutan sejati yang berupa ion, atom, atau molekul. Caranya dengan menggabungkan partikel-partikel dalam larutan sejati hingga menjadi partikel berukuran koloid. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi meliputi reaksi hidrolisis, reaksi pemindahan, reaksi redoks, pengembunan uap, pendinginan, dan penggantian pelarut.
2. Cara peptisasi adalah cara pembuata n koloid dengan jalan memecah partikel zat yang mengendap dalam medium pendispersi air menjadi berukuran partikel koloid. Contohnya sebagai berikut. a. Pembuatan sol agar-agar (koloid agar-agar) dari tepung agar-agar yang ditambah air. b. Pembuatan sol gelatin dengan menambahkan air ke dalam gelatin sehingga gelatin dipeptisasi oleh molekul air. c. Pembuatan sol Al(OH) 3 dengan menambahkan H2O ke dalam larutan AlCl3. d. Pembuatan sol belerang dari endapan NiS dengan penambahan gas H S. 2
3. Partikel lemak ya ng berukuran suspensi dapat diubah menjadi berukuran koloid dengan cara homogenisasi. Caranya dengan melewatkan partikel-partikel lemak melalui lubang berpori
A. Pilihan Ganda
1.
bertekanan tinggi. Jika partikel koloid telah terbentuk, partikel-partikel tersebut selanjutnya didispersikan ke dalam medium pendispersi. 4. Logam yang akan dijadikan koloid ditempatkan sebagai elektrode-elektrode yang dihubungkan dengan sumber arus listrik. Loncatan bunga listrik di antara kedua elektrode akan menguapkan sebagian logam. Uap logam yang terbentuk di dalam medium pendispersinya, yaitu air yang mengandung sedikit larutan KCl 0,0001 M akan menyublim membentuk partikel koloid. 5. Sol AgCl dapat dibuat dengan mereaksikan perak nitrat dengan larutan HCl. Pada reaksi ini terbentuk endapan yang berukuran koloid. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq)
4.
Jawaban: e
Gerak Brown adalah gerak partikel koloid secara terus-menerus karena adanya tumbukan antara partikel zat terdispersi (koloid) dengan medium pendispersi. Perbedaan muatan koloid mengakibatkan terjadinya elektroforesis. 2.
Jawaban: d
Koloid hidrofob tidak dapat menarik zat pendispersinya, contohnya sol belerang. Sementara itu, koloid hidrofil dapat menarik zat pendispersinya. 5. Contohnya susu, amilum, gelatin, dan agar-agar. 3.
Jawaban: b
Berkas sinar matahari melalui celah dedaunan pada pagi hari berkabut merupakan penerapan peristiwa efek Tyndall. Penjernihan air dengan tawas melibatkan sifat koagulasi dan adsorpsi. Tawas dapat menggumpalkan lumpur yang terdapat dalam air kotor. Tawas juga membentuk koloid yang menyerap zat pencemar dalam air. Gelatin yang ditambahkan pada es krim bertujuan untuk menstabilkan lemak dalam 6. es krim sesuai prinsip koloid pelindung. Penetralan 3+
albuminoid darah oleh ion Fe termasuk penerapan sifat koagulasi. Sifat elektroforesis digunakan untuk penyaringan debu dalam asap pabrik. Pemutihan gula dengan arang aktif menerapkan sifat adsorpsi. Contoh dialisis adalah proses cuci darah pada penderita gagal ginjal. Jadi, pasangan yang tepat ditunjukkan oleh nomor 1), 3),d an 4).
Jawaban: c
Koagulasi adalah peristiwa penggumpalan partikelpartikel koloid akibat penambahan zat elektrolit. Dialisis adalah peristiwa keluarnya ion-ion pengganggu dalam koloid melalui selaput semipermeabel. Adsorpsi adalah peristiwa penyerapan ion-ion yang terdapat dalam medium pendispersi ke dalam permukaan partikel koloid. Efek Tyndall adalah peristiwa hamburan berkas cahaya oleh partikel koloid. Gerak Brown adalah gerak acak partikel koloid akibat tumbukan yang tidak seimbang. Jawaban: b
Koloid Al(OH)3 bermuatan positif. Muatan ini terjadi karena koloid Al(OH)3 mengadsorpsi ion positif Al3+ dari medium pendispersinya. Adsorpsi merupakan kemampuan partikel koloid menyerap suatu partikel zat, baik berupa ion, atom, maupun molekul pada permukaan zat lain. Jadi, kemampuan partikel koloid Al(OH)3 dalam menyerap kotoran halus yang melayang-layang di perairan sehingga menempel pada permukaannya disebut adsorpsi. Jawaban: e
Pengendapan atau koagulasi koloid terjadi karena penambahan elektrolit. Fe(OH)3 mempunyai ion Fe3+ dan OH –. Oleh karena bermuatan positif, berarti mampu menarik ion negatif. HCl mempunyai ion H+ dan Cl–. NaCl mempunyai ion Na+ dan Cl–.
Kimia Kelas XI
103
Na2SO4 mempunyai ion Na + dan SO42–. Al2(SO4)3 mempunyai ion Al 3+ dan SO 42– . (NH 4 ) 3PO 4 mempunyai ion NH4+ dan PO43–. Dengan demikian, ion yang paling efektif mengendapan Fe(OH) 3 adalah ion yang mempunyai muatan negatif paling tinggi, yaitu PO 43– (elektrolit (NH 4)3PO4) paling kuat tertarik ke Fe(OH) 3 dibanding elektrolit yang lain. Oleh karena muatan ion sol Fe(OH) 3 semakin besar maka akan terjadi penggumpalan. 7.
Jawaban: d
Liofil adalah koloid yang fase terdispersinya mempunyai afinitas besar dalam menarik medium
12.
Cuci darah bagi penderita gagal ginjal menerapkan sifat koloid berupa dialisis. Menghilangkan bau badan menerapkan sifat koloid berupa adsorpsi. Penyaringan asap pabrik menerapkan sifat koloid berupa koagulasi. Sorot lampu pada malam hari menerapkan sifat koloid berupa efek Tyndall. Gelatin pada es krim menerapkan sifat koloid berupa koloid pelindung. Elektroforesis dimanfaatkan untuk penyaringan debu dalam asap pabrik. 13.
Jawaban: a
Koloid akan mengalami koagulasi apabila dipanaskan, ditambah elektrolit yang berbeda muatan, atau ditambah asam. Jadi, susu cair akan menggumpal jika ditambah asam. Filtrasi adalah metode pemisahan campuran menggunakan kertas saring. Pasteurisasi adalah sterilisasi pada makanan untuk menghancurkan mikroorganisme berbahaya.
dapat menutup luka merupakan peristiwa koagulasi. Proses pemisahan mineral logam dari bijihnya pada industri logam, penyerapan racun-racun berwujud gas dengan arang halus padapenggunaan masker gas, penjernihan air dengan tawas (Al (SO4)3) pada 2 proses pengolahan air minum, penyembuhan sakit perut karena bakteri patogen menggunakan norit merupakan proses adsorpsi. 14.
Jawaban: d
Sol hidrofil memiliki sifat-sifat sebagai berikut. 1) Stabil. 2) Efek Tyndall kurang jelas. 3) Bersifat reversible. 4) Sulit diendapkan dengan penambahan elektrolit. 5) Dapat mengadsorpsi mediumnya. 6) Kurang menunjukkan gerak Brown. 15.
9. Jawaban : c Air dan minyak dapat bercampur membentuk emulsi. Emulsi terbentuk karena pengaruh suatu pengemulsi (emulgator) yaitu sabun. 10.
Jawaban: e
Proses penetralan albuminoid dalam darah sehingga mengakibatkan penggumpalan yang
pendispersinya. Zat awan, yang termasuk liofil adalah agar-agar, mentega, sabun, minyak tanah, lem karet, lem kanji, dan busa sabun. Sementara itu, sol emas, sol perak klorida, susu, belerang, batu apung, asap, dan debu merupakan liofob. Liofob adalah koloid yang fase terdispersinya mempunyai afinitas kecil terhadap medium pendispersi. 8.
Jawaban: d
Jawaban: c
Prinsip dialisis diterapkan dalam proses cuci darah pada penderita gagal ginjal. Penjernihan air tebu pada pembuatan gula pasir dan pencelupan serat wol pada zat warna menerapkan prinsip adsorpsi. Penambahan minyak silikon pada pembuatan cat menerapkan koloid pelindung. Terjadinya delta di muara sungai merupakan penerapan prinsip koagul asi.
Jawaban: d
Tawas atau alum pada pengolahan air minum berfungsi untuk menggumpalkan ataumengendapkan kotoran-kotoran pada proses pengolahan air minum. 16. Jawaban: b Kaporit atau klorin berfungsi membunuh kuman. Penggunaan asam format pada proses pengolahan Karbon aktif berfungsi menghilangkan bau, rasa, karet dari lateks bertujuan untuk menggumpalkan dan zat organik yang terkandung dalam air. lateks. Jadi, proses ini menerapkan prinsip koagulasi. Penerapan prinsip koloid pelindung diterapkan pada 11. Jawaban: e penambahan gelatin untuk mencegah terbentuknya Pernyataan yang tepat mengenai sol liofil dan sol gula atau kristal es pada eskrim, penggunaan kasein liofob sebagai berikut. pada proses pembuatan susu, penambahan lesitin 1) Partikel terdispersi sol liofob mengadsorpsi ion. untuk menstabilkan butiran-butiran air dalam proses 2) Sol liofob kurang stabil jika dibandingkan sol liofil. pembuatan margarin, dan penggunaan larutan gom 3) Sol liofil memberikan efek Tyndall yang kurang 4) 5)
104
jelas. Sol liofil kurang jelas menunjukkan gerak Brown. Sol liofob mudah diendapkan (dikoagulasikan) dengan penambahan elektrolit.
Sifat-Sifat Koloid dan Pembuatan Koloid
17.
untuk melindungi partikel-partikel karbon dalam tinta.
Jawaban: b
Santan merupakan koloid sehingga santan dapat memberikan efek Tyndall. Sirop, air jeruk, dan air teh merupakan larutan, sedangkan air kopi merupakan suspensi. Larutan dan suspensi tidak dapat memberikan efek Tyndall.
18.
Jawaban: d
Hubungan yang benar antara cara pembuatan koloid dengan proses pembuatannya sebagai berikut. 23.
Cara Pembuatan
Proses Pembuatan Koloid
19.
20.
Dispersi
b.
Kondensasi
c.
Kondensasi
d.
Kondensasi
e.
Dispersi
Membuat sol belerang dengan mengalirkan gas H 2S ke dalam endapan CdS. Membuat sol AgCl dengan mencampur larutan AgNO 3 dengan larutan HCl. Membuat sol emas dengan mereaksikan larutan AuCl 3 dengan reduktor elektrolit. Membuat sol belerang dengan meneteskan larutan jenuh belerang ke dalam air. Membuat sol logam dengan cara busur Bredig.
Jawaban: a
Jawaban: d
Koloid yang terbentuk dari reaksi antara tawas dengan air adalah Al(OH) 3. Koloid ini mampu mengadsorpsi zat pencemar, seperti zat warna.
Koloid
a.
terdispersi. Cara ini dinamakan peptisasi, yaitu melarutnya kembali endapan elektrolit yang berupa partikel-partikel koloid.
24.
Jawaban: e
Koloid yang menghasilkan gel (larutan padat) adalah percobaan nomor 3) dan 4), sedangkan percobaan 1) dan 2) menghasilkan sol. 25.
Jawaban: c
Kuning telur berfungsi sebagai emulgator dalam mayones. Kuning telur membantu mengemulsikan minyak nabati dalam air. 26.
Jawaban: d
1)
Penggumpalan partikel koloid (koagulasi) dapat terjadi melalui proses pemanasan, pendinginan, ditambah zat elektrolit, dan pelucutan muatan koloid. Adapun dialisis adalah cara menghilangkan ion-ion pengganggu dalam sistem koloid menggunakan selaput semipermeabel.
2)
Jawaban: e
3)
Kalsium asetat sukar larut dalam alkohol tetapi mudah larut dalam air. Kalsium asetat perlu dilarutkan terlebih dahulu ke dalam air sampai terbentuk larutan jenuh. Selanjutnya, baru 4) ditambah alkohol.airAkibatnya, terjadi pergantiandengan pelarutpelarut antara pelarut dan alkohol. 21.
Jawaban: e
Sol AgCl dibuat dengan cara dekomposisi rangkap (cara kondensasi), yaitu dengan mencampurkan larutan perak nitrat encer dengan larutan HCl encer. Sol emas dapat dibuat dengan reaksi reduksi (cara kondensasi) dengan cara mereaksikan larutan encer Au3+ dengan larutan ion Sn2+ atau ion Fe2+ Sol Fe(OH) 3 dapat dibuat dengan reaksi hidrolisis (cara kondensasi), yaitu dengan menambahkan larutan FeCl 3 ke dalam air mendidih. Ion Fe3+ akan mengalami reaksi hidrolisis menjadi Fe(OH)3. Sol belerang dapat dibuat dengan cara reaksi redoks (cara kondensasi), antara H2S dengan SO2. Sol amilum dibuat dengan cara dispersi.
5) Sol damar bersifat larut dalam alkohol, tetapi sukar 27. Jawaban : e larut dalam air. Pada pembuatan sol damar, mulaAlat Cottrel menggunakan prinsip elektroforesis mula damar dilarutkan dalam alkohol hingga diperdan koagulasi untuk membersihkan asap atau oleh larutan jenuhnya. Larutan jenuh selanjutnya debu dalam suatu industri. Alat ini akan ditambah air hingga diperoleh sol damar. Pembuatmengendapkan partikel koloid yang terdapat dalam an koloid tersebut menggunakan cara penggantian gas yang akan dikeluarkan melalui cerobong asap. pelarut. Pembuatan koloid dengan reaksi redoks Partikel koloid akan terendapkan karena adanya selalu disertai dengan perubahan bilangan gaya elektrostatik menggunakan arus DC. oksidasi. Pembuatan koloid dengan reaksihidrolisis dilakukan dengan mereaksikan garam tertentu 28. Jawaban: a dengan air. Pembuatan koloid dengan reaksi pengSol Al(OH)3 dapat dibuat dengan cara menambahendapan dilakukan dengan cara mencampurkan kan larutan AlCl3 ke dalam endapan Al(OH)3 dalam dua macam larutan elektrolit hingga menghasilkan air. Cara ini dinamakan peptisasi. Peptisasi adalah endapan yang berukuran koloid. Pembuatan koloid melarutnya kembali endapan elektrolit yang berupa dengan pengembunan uap dilakukan dengan cara menguapkan zat lalu mengembunkan uapnya yang partikel-partikel koloid. Kondensasi merupakan cara membuat koloid dengan mengubah partikeldilakukan melalui pengaliran lewat air dingin. partikel endapan elektrolit yang berupa partikel22. Jawaban: d partikel larutan sejati menjadi partikel berukuran Sol sulfida yang terbentuk dari endapan CdS dapat koloid. Busur Bredig merupakan cara membuat dibuat dengan cara mengalirkan gas H2S ke dalam partikel-partikel koloid dengan menggunakan endapan CdS hingga diperoleh sulfida yang loncatan bunga api listrik. Pengembunan uap
Kimia Kelas XI
105
merupakan cara pembuatan koloid dengan penguapan lalu pengembunan. Reaksi hidrolisis merupakan cara pembuatan koloid dengan mereaksikan garam tertentu dengan air. 29.
Jawaban: c
1)
2)
3)
H2S ditambahkan ke dalam endapan NiS merupakan pembuatan koloid dengan cara peptisasi (dispersi). Sol logam dibuat dengan cara busur Bredig merupakan pembuatan koloid dengan cara dispersi. Larutan AgNO 3 diteteskan ke dalam larutan HCl merupakan pembuatan koloid dengan cara
reaksi pengendapan (kondensasi). Larutan FeCl 3 diteteskan ke dalam air mendidih merupakan pembuatan koloid dengan cara reaksi hidrolisis (kondensasi). 5) Agar-agar dipeptisasi dalam air merupakan pembuatan koloid dengan cara peptisasi (dispersi). Jadi, contoh pembuatan koloid dengan cara kondensasi ditunjukkan oleh nomor 3) dan 4). 4)
30.
Jawaban: a
1) –2
2H2S
+
SO2
+4
⎯⎯→
2H2O + 3S
0
2. Muatan pada partikel koloid terjadi karena permukaan partikel-partikel koloid mengadsorpsi ion-ion dalam medium pendispersi. Adsorpsi ion negatif menyebabkan koloid bermuatan negatif dan adsorpsi ion positif menyebabkan koloid bermuatan positif. 3. Contoh peristiwa koagulasi yang sering dijumpai di lingkungan sekitar sebagai berikut. a. Proses pengolahan karet dari bahan mentahnya (lateks) dengan koagulan berupa asam format. b. Proses penjernihan air dengan menambahkan tawas. c. Proses terjadinya delta di muara dengan koagulan berupa zat-zat elektrolit yang ada dalam air laut. 4. Dalam dispersi koloid, koloid pelindung berfungsi sebagai pelindung muatan koloid agar partikelpartikel koloid tidak menggumpal atau terpisah dari medium pendispersi. Contoh koloid pelindung sebagai berikut. a. Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan kristal es. b. Cat dan tinta dapat bertahan lama karena mengandung koloid pelindung. c. Zat -za t peng emu lsi , sepe rti sab un dan detergen merupakan jenis koloid pelindung. 5. Perbedaan sol liofil dan liofob sebagai berikut.
oksidasi reduksi
No.
1.
Reaksi tersebut merupakan reaksi koproporsionasi (redoks). 2)
3)
4) 5)
As2O3 + 3H2S → As2S3 + 3H 2O Reaksi tersebut merupakan reaksi pemindahan. AgNO3 + HCl → AgCl + HNO 3 Reaksi tersebut merupakan reaksi pengendapan. FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl Reaksi tersebut merupakan reaksi hidrolisis. 2H3AsO3 + 3H2S → 6H2O + As2S3 Reaksi tersebut merupakan reaksi dekomposisi rangkap.
B. Uraian
1. Koloid dap at mengh amburkan cahaya ka rena partikel-partikel koloid yang berupa molekul atau ion berukuran cukup besar sehingga mampu menghamburkan cahaya yang diterimanya ke segala arah meskipun partikel koloidnya tidak tampak. Larutan tidak mampu menghamburkan cahaya karena ukuran partikel larutan sangat kecil, lebih kecil dari ukuran partikel koloid.
106
Sifat-Sifat Koloid dan Pembuatan Koloid
Sifat
Liofil
Liofob
Solvasi/hidrasi Mengadsorpsi mediumTidak mengadsorps i (Adsorpsi pendispersi karena medium pendispersimedium adanya gaya tarik- nya karena lemahnya pendispersi)
2. 3.
4.
5.
menarik yang fase cukup gaya besar antara antaratarik-menarik fase terdispersi terdispersi dengan dengan medium penmedium pendispersi dispersi Kestabilan Bersifat stabil Bersifat kurang stabil Koagulasi Tidak mudah terMudah terkoagulasi koagulasi dengan pe- dengan penambahan nambahan elektrolit elektrolit Efek Tyndall Memberikan efek Memberikan efek Tyndall yang lemah Tyndall yang jelas kakarena ukuran partikelrena ukuran partikelpartikel yang relatif partikel yang cukup kecil besar Sifat reversible Bersifat reversible , Tidakreversible. Fase fase terdispersi dapatterdispersi liofob yang dipisahkan dengan telah digumpalkan koagulasi atau pe- atau dipisahkan dari nguapan medium medium pendispersipendispersinya lalu nya tidak dapat didapat diubah kembali ubah kembali menjadi menjadi liofil dengan liofil penambahan medium pendispersinya
6. Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi pada koloid sebagai berikut. a. Pemanasan b. Pendinginan c. Pelucutan muatan koloid d. Penambahan elektrolit yang berbeda muatan
7. Hemodialisis (cuci darah) merupakan terapi medis yang digunakan oleh penderita penurunan fungsi ginjal. Hemodialisis berfungsi membuang zat-zat sisa metabolisme dalam darah menggunakan mesin dialisator. Darah dipompa keluar dari tubuh lalu masuk ke dalam mesin dialisator. Di dalam dialisator, darah dibersihkan dari zat-zat racun melalui proses difusi dan ultrafiltrasi oleh cairan khusus untuk dialisis. Setelah bersih, darah dialirkan kembali ke dalam tubuh. 8. Emulgator atau koloid pelindung berfungsi untuk menstabilkan koloid yang partikel fase terdispersinya tidak menyukai (memiliki afinitas kecil) terhadap medium pendispersinya. 9. Kegiatan industri yang memanfaatkan sifat adsorpsi sebagai berikut. a. Industri gula, yaitu pada kegiatan pemutihan gula. b. Industri tekstil, yaitu pada proses pewarnaan tekstil. c. Industri air minum, yaitu pada kegiatan menjernihkan dan memurnikan air.
d. e.
Industri logam, yaitu pada kegiatan memisahkan mineral logam dari bijihnya. Industri zat warna, yaitu pada kegiatan memisahkan komponen zat warna.
10. Sifat koloid koagulasi dan adsorpsi digunakanpada proses pengolahan air. Air yang masih mengandung partikel-partikel lumpur diendapkan menggunakan tawas (Al2(SO4)3·18H2O). Ion Al3+ yang terdapat pada tawas akan terhidrolisis membentuk partikel koloid Al(OH) 3 yang bermuatan positif melalui reaksi: Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ Ion Al 3+ akan menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid seperti tanah liat/lumpur sehingga lumpur yang berukuran kecil menjadi flokflok yang berukuran besar (koagulasi). Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama dengan tawas karena pengaruh gravitasi. Selain itu, tawas akan membentuk koloid Al(OH) 3 yang mengadsorpsi zat-zat warna atau zat-zat pencemar, seperti detergen dan pestisida.
Kimia Kelas XI
107
A.
Pilihan Ganda
Massa Ca(OH)2 = mol × Mr = 4 · 10–3 × 74 = 0,296 gram
1. Jawaban: b Berdasarkan teori Bronsted-Lowry, asam adalah zat yangzat mendonorkan proton, sedangkan basa adalah yang menerima proton. Dengan demikian, asam yang melepas proton akan membentuk basa konjugasinya. Misal H O 2 dengan OH–. Pasangan NH 3 dengan NH4+ dan S 2– dengan HS – merupakan pasangan basa dengan asam konjugasinya. 2. Jawaban: a Air limbah I Metil oranye = merah → pH Bromtimol biru = kuning → pH Kertas lakmus = merah → pH Jadi, pH air limbah I ≤ 2,9.
Air limbah II Metil oranye = kuning Bromtimol biru = kuning Kertas lakmus = merah Jadi, pH air limbah II 4,0
2,9 6,0 ≤ 4,5 ≤ ≤
pH ≥ 4,0 pH ≤ 6,0 → pH ≤ 4,5 ≤ pH ≤ 4,5. → →
3. Jawaban: b [M]CH
3COOH
=
massa Mr
×
Derajat ionisasi (α) =
1 volume
=
Ka [M]asam
3 60
=
× 10
1 0,5
−5
10 −1
= 0,1 M
4. Jawaban: e pH Ca(OH)2 = 12 + log 4 pOH = 14 – (12 + log 4) pOH = 2 – log 4 pOH = –log [OH] 2 – log 4 = –log [OH] [OH–] = 4 · 10 –2 [OH–] = M · valensi
–2
2 · 10
108
=
mol 0,2L
→
Ulangan Akhir Semester
0,002
6. Jawaban: b pH = 5 → pH = –log [H +] 5 = –log [H +] [H+] = 10 –5 K a ⋅ [CH3COOH]
[H+] =
10–10 = 10–5 · [CH3COOH] [CH3COOH] = 10 –5 M V1 · M1 = V2 · M2 M2 = 1 · 10–6 M +
[H ]larutan
encer
=
K a ⋅ [CH3COOH]
=
10 −5 ⋅ 10−6
=
10 −11 = 10–5,5
pH = –log [H +]
mol 0,2L
mol = 4 · 10
0,001
[OH–] = 0,002 M pOH = –log [OH –] = –log 2 × 10–3 = 3 – log 2 Kw = 2 × 10–14 pKw = –log Kw = 14 – log 2 pH = pK w – pOH = (14 – log 2) – (3 – log 2) = 14 – 3 = 11 Jadi, pH larutan Ba(OH)2 = 11.
25 · 10–5 = 250 · M2
4 · 10 = M ·2 4 ⋅ 10 −2 M= = 2 · 10–2 =
0,001
Pengenceran:
–2
[Ca(OH)2] =
5. Jawaban: c Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH–
= 10–2.
Jadi, derajat ionisasi asam asetat (CH3COOH) sebesar 10–2 atau 0,010.
2 mol volume
= 296 mg Jadi, massa Ca(OH) 2 dalam larutan sebanyak 296 mg.
–3
mol
pH = –log 10 –5,5 pH = 5,5 Jadi, pH larutan encer 5,5.
7. Jawaban: b Pengenceran HCl: M1 · V1 = M2 · V2
⎡ 3 mmol ⎤ ⎢⎣ 200mL ⎥⎦
[H+] = 1 · 10–5 × ⎡ 2 mmol ⎤ = 1 · 10–5 × 1,5 ⎣⎢ 200mL ⎦⎥
0,1 · 10–3 = M2 · 1
pH = –log [H +] = –log (1,5 · 10–5) = 5 – log 1,5 Jadi, pH larutan yang terbentuk adalah 5 – log 1,5.
M2 = 0,0001 = 10–4 mol HCl = M · V = 10–4 · 1 = 10–4 mol HCl ⎯→ H+ + Cl –
9. Jawaban: e 6,8 gram
10–4 mol ~ 10–4 mol 10
[H+] =
−4
mol 1L
Mol NH3 = 17 gram/mol = 0,4 mol Mol HCl = 0,2 mol
= 10–4 M
+
–4
pH = –log [H ] = –log 10 Agar pH stabil: Misal: massa NaOH = x Mol NaOH =
x 40
220 1.000
L × 0,1 M = 0,022 mol
NaOH + CH 3COOH x 40
mol
x 40
NH3 + HCl NH4Cl Mula-mula : 0,4 0,2 – Reaksi : 0,2 0,2 0,2 ––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 0,2 – 0,2
mol
Mol CH3COOH = Mula-mula :
→
=4
x 40
x 40
x 40
(0,022 –
[H+] = Ka ·
x 40
x 40
10( 10 x 40
+
) mol
mol
x 40
= 0,022
11x 40
= 0,022
mol
pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 1,8) = 9 + log 1,8
x 40
= 9 + 0,25 = 9,25 Jadi, pH campuran 9,25.
11x = 0,88 x = 0,08 gram = 80 mg Jadi, massa NaOH yang diperlukan sebanyak 80 mg.
10. Jawaban: b pH = 5 [H+] = 10–5 a. Asam lemah dengan garamnya [HCOOH]
[H+] = Ka · [HCOONa]
8. Jawaban: a Mol CH3COOH = 100 mL × 0,05 M = 5 mmol Mol KOH = 100 mL × 0,02 M = 2 mmol
= 10–5 ·
–
2mmol
= 2 · 10–5
2mmol
Oleh karena terdapat garam dan sisa asam, campuran membentuk larutan penyangga. [H+] = Ka ×
[asam] [garam]
1mmol/15 mL 0,5 mmol/ 15 mL
pH = 5 – log 2
CH3COOH + KOH → CH3COOK + H 2O Mula-mula : 5mmol 2mmol – – Reaksi : 2mmol 2mmol 2mmol 2mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : 3mmol
(0,2 mol/ volume total)
pOH = –log [OH –] = –log (1,8 · 10–5) = 5 – log 1,8
(0,022 − x/40) x/40
) = 0,022 –
(0,2 mol/ volume total)
= 1,8 · 10–5
[CH3 COOH] [CH3COONa]
10–4 = 10–5 · x 40
x 40
[basa] [garam]
= 1,8 · 10–5 ×
CH3COONa + H 2O
→
0,022 mol
Reaksi : mol mol mol mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : –
[OH–] = Kb ×
b.
→
pH
≠
5
HCOOH + NaOH → HCOONa + H O 2 Mula-mula: 1mmol 0,5mmol – – Reaksi : 0,5 mmol 0,5 mmol 0,5 mmol 0,5mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 0,5 mmol – 0,5mmol 0,5mmol
[HCOOH]
[H+] = Ka · [HCOONa] = 10–5 ·
0,5 mmol/15 mL 0,5 mmol/15 mL
= 10–5
pH = 5 (benar)
Kimia Kelas XI
109
c.
HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O Mula-mula:1 mmol 1mmol – – Reaksi : 1mmol 1mmol 1mmol 1mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :– – 1mmol 1mmol
10–5 = 10–5 × y =x–y 2y = x
[H+] dihitung menggunakan cara hidrolisis karena asam lemah tidak bersisa. d.
Basa lemah dengan garamnya [OH–] = Kb ·
[NH3 ] [NH4 Cl]
x−y y
x y
= 2
1
Jadi, perbandingan volume NH3 : HCl = 2 : 1. 12. Jawaban: b Hasil pengujian yang tepat sebagai berikut.
1 mmol/20 mL
= 10–5 · 1 mmol/20 mL = 10–5 pOH = 5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 → pH ≠ 5 e.
NH3
+
HCl
⎯→
NH4Cl
Mula-mula : 1 mmol 0,5 mmol – Reaksi : 0,5 mmol 0,5 mmol 0,5 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 0,5mmol – 0,5mmol
[OH–] = Kb ·
[NH3 ] [NH4 Cl]
No.
1. 2. 3. 4. 5.
Larutan Garam
KCN NH4Cl Na2SO4 CaF2 NaBr
11. Jawaban: c Misal MNH = 1 M
NH3 + HCl ⎯→ NH4Cl Mula-mula : xmol ymol – Reaksi : ymol ymol ymol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : (x–y)mol – y mol pH = 9 pOH = 14 – pH = 14 – 9 =5 –log [OH–] = 5 –log [OH–] = –log 10 –5 [OH–] = 10 –5
= Kb ×
Basa Asam Netral Basa
Biru Merah Merah Biru
Biru Merah Biru Biru
Netral
Merah
Biru
Mol NaOH = 0,1 L × 0,2 M = 0,02 mol CH3COOH + NaOH
→
CH3COONa + H2O
Mula-mula : 0,02 0,02 – – Reaksi :0 ,02 0,02 0,02 0,02 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – – 0,02 0,02
volume total = (100 + 100) mL = 200 mL = 0,2 L mol
3
MHCl = 1 M volume NH3 = x L volume HCl = y L mol NH3 = x L × 1 M = x mol mol HCl = y L × 1 M = y mol
[OH–] = Kb ×
Kertas Lakmus Biru
13. Jawaban: e Mol CH2COOH = 0,1 L × 0,2 M = 0,02 mol
0,5 mmol/15 mL
= 10–5 · 0,5 mmol/15 mL = 10–5 pOH = 5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 → pH ≠ 5
Kertas Lakmus Merah
Sifat Larutan
[NH3 ] [NH4 Cl]
mol NH3 / volume total mol NH4 Cl/ volume total
[CH3COONa] = volume = [OH–] =
0,02 mol 0,2 L
= 0,1 M
Kw · [CH3COO − ] Ka
10 −14
× 0,1
=
1 × 10 −5
=
1 × 10−10
= 1 × 10–5 pOH = –log [OH –] = –log 1 × 10–5 =5 pH = pK w – pOH = 14 – 5 =9 Jadi, pH larutan setelah dicampur sebesar 9. 14. Jawaban: a Mol NH4OH = 0,1 L × 0,8 M = 0,08 mol Mol HCl = 0,1 L × 0,8 M = 0,08 mol
NH4OH + HCl → NH4Cl + H 2O Mula-mula :0 ,08 0,08 – – Reaksi :0 ,08 0,08 0,08 0,08 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – – 0,08 0,08
Volume total = 100 mL + 100 mL = 200 mL = 0,2 L mol volume
[NH4Cl] = +
[H ] = =
Kw Kb
0,08 mol 0,2L
=
4 ⋅ 10−10 = 2 · 10–5
=
Ka ·K w Kb
1× 10 −4 1× 10 −5
Kw Ka
·[ CH3COO − ]
10 −14 1× 10 −5
× [CH3COO − ]
10 −14
–6,5
= –log 10 = 6,5 Jadi, pH larutan yang terjadi 6,5.
200 1.000
Mol CH3COOH =
200 1.000
L × 1 M = 0,2 mol –
CH3COOK CH3COO + K
+
CH3COO– + H 2O CH3COOH + OH– KOH + CH 3COOH CH3COOK + H 2O Mula-mula :0 ,2mol 0,2mol – – Reaksi : 0,2mol 0,2mol 0,2mol 0,2mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang :– – 0,2mol 0,2mol 400 1.000
L
= 0,5 mol/L
CH 3COOK adalah garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa kuat sehingga: pH = 10 pOH = pK w – pH = 14 – 10 = 4
1 × 10–15 = 10 –14 [CH 3COO–] [CH3COONa] = 0,1 M
L × 1 M = 0,2 mol
0,2 mol
10–10 = 1 × 10−5 · [CH3COO–] [CH3COO–] = 10 –1
16. Jawaban: e Reaksi yang terjadi:
[OH–] = 10–4 M
= 5 × 10–7
17. Jawaban: d CH 3 COONa terbentuk dari asam lemah
10–5 =
pH = –log [H +]
[CH3COOK] =
10 −8
[OH–] =
0−14 )
· (11 ×
–6,5 1 × 10 −13 = 10
Mol KOH =
5 × 10 −15
Volume = 500 mL = 0,5 L pH = 9 pOH = pK w – pH = 14 – 9 =5 [OH–] = 10 –5
15. Jawaban: a
=
5 × 10 −15 Ka
CH 3COOH dan basa kuat NaOH sehingga bersifat basa.
pH = –log [H +] = –log (2 · 10–5) = 5 – log 2 = 5 – 0,3 = 4,7 Jadi, pH larutan garam 4,7.
H+ =
10–8 =
· 5 × 10 −1
Jadi, Ka CH3COOH sebesar 5 × 10–7.
(0,4) =
10−5
·[ CH3COO − ]
10 −14 Ka
Ka =
[NH4 ]
Kw Ka
10–4 =
= 0,4 M
+
10−14
[OH–] =
Mol CH3COONa = M × V = 0,1 M × 0,5 L = 5 × 10–2 mol Massa CH3COONa = mol × M r = (5 × 10–2) mol × 82 g/mol = 4,1 g Jadi, massa garam yang harus dilarutkan sebanyak 4,1 g. 18. Jawaban: d Mol ekuivalen HCl = mol ekuivalen NaOH (V × M × n)HCl = (V × M × n) NaOH (20 mL × MHCl × 1) = (16 mL × 0,01 M × 1) –3
MHCl = 8 × 10 M Jadi, konsentrasi larutan HCl 8 × 10–3 M.
19. Jawaban: b Massa cuplikan = 2 gram. Mol HCl mula-mula = M HCl × VHCl = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Reaksi logam dengan HCl: Mg + 2HCl → MgCl2 + H 2 Reaksi titrasi: HCl + KOH → KCl + H2O Mol KOH yang diperlukan dalam titrasi sama dengan mol HCl yang tersisa dari reaksi dengan logam. Mol KOH = M KOH × V KOH = 0,5 M × 12 mL = 6 mmol Mol KOH = mol HCl = 6 mmol Mol HCl yang bereaksi dengan Mg = mol HCl mula-mula – mol HCl yang bereaksi dengan KOH = 10 mmol – 6 mmol = 4 mmol
21. Jawaban: c NaOH(aq) 0,01
[Ba2+] = [Mg2+] = [Ca2+] = [Fe2+] = [Pb2+] = 0,01 M 1)
= 10–6 Hasil kali [ion] < K 2)
= (0,01)(0,01)2 = 10 –6
3)
→
belum
Fe2+(aq) + 2OH–(aq)
Ksp Fe(OH)2 = [Fe2+][OH–]2 = (0,01)(0,01)2 = 10 –6 Hasil kali [ion] > K sp Fe(OH)2 ⇒ mengendap 4)
Mg(OH)2(aq)
Mg2+(aq) + 2OH–(aq)
→
Ksp Mg(OH)2 = 3 · 10–12 –2
5)
Pb(OH)2(aq)
→
Pb2+(aq) + 2OH–(aq)
Ksp Pb(OH)2 = 3 · 10–16 Ksp Pb(OH)2 = [Pb2+][OH–]2 = (0,01)(0,01)2 = 10 –6 Hasil kali [ion] > K sp Pb(OH)2 ⇒ mengendap
–
+ Cl
0,01 M
[Ag+] = 2s + 0,01 M, 2s << sehingga: [Ag+] = 0,01 M +2
Ksp Ag2CO3 = [Ag ]
[CO32–], 2
+
Ag berasal dari AgCl
1 × 10–14 = (0,01) (s) 1 × 10–14 = (10–4)s
1 10 −14 s = × −4 = 10–10 10
Jadi, kelarutan Ag2CO3 dalam AgCl 0,01 M adalah 1 × 10–10 mol/liter..
Jadi, larutan yang tidak mengendap yaitu Ba(OH) 2 dan Ca(OH)2. 22. Jawaban: c 1) NiCO3(aq) Ni2+(aq) + CO32–(aq) s
s
Ksp NiCO3 = [Ni2+][CO32–] –7
1,4 × 10
2
=s s = 1,4 × 10 −7 =
14 × 10 −8
= 3,7 × 10–4
112
⇒
Ksp Fe(OH)2 = 5 · 10–16
s
0,01 M
Ca(OH) 2
Hasil kali [ion] > Ksp Mg(OH)2 ⇒ mengendap
Ag2CO3 2Ag++ CO32–
0,01 M
Fe(OH)2
sp
2+
20. Jawaban: b
AgCl Ag
belum
Ksp Mg(OH)2 = [Mg ][OH ]2 = (0,01)(0,01) = 10 –6
Jadi, kadar Mg dalam cuplikan sebesar 2,4%.
+
⇒
Ca2+(aq) + 2OH–(aq)
Hasil kali [ion] < K mengendap
× 100% = 2,4%
2s
→
Ba(OH) 2
sp
Ksp Ca(OH)2 = [Ca2+][OH–]2
massa Mg
s
mengendap Ca(OH)2(aq)
Ksp Ca(OH)2 = 5 · 10–6
= massa cuplikan × 100% 0,048 gram 2 gram
Ba2+(aq) + 2OH–(aq)
= (0,01)(0,01)2
Kadar Mg dalam cuplikan
=
→
Ksp Ba(OH)2 = [Ba2+][OH–]2
× 4 mmol = 2 mmol
Massa Mg = mol × Ar Mg = 2 mmol × 24 mg/mmol = 48 mg = 0,048 gram
Ba(OH)2(aq)
Ksp Ba(OH)2 = 4 · 10–3
koefisien Mg
1 2
0,01
[OH–] = 0,01 M
Mol Mg = koefisien HCl × mol HCl =
Na+(aq) + OH–(aq)
→
0,01
Ulangan Akhir Semester
s
2)
MnCO3(aq) Mn2+(aq) + CO32–(aq) s
s
s
Ksp MnCO3 = [Mn2+][CO32–] 2,2 × 10–13 = s2 s= =
NaOH + CH 3COOH → CH3COONa + H 2O Mula-mula : 0,8 0,8 – – Reaksi : 0,8 0,8 0,8 0,8 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang : – – 0,8 0,8
2,2 × 10 −13 22 × 10 −14
= 4,7 × 10–7 3)
2+
CdCO3(aq) Cd (aq) + s
s
CO32–(aq) s
Ksp CdCO3 = [Cd2+][CO32–]
Na + H 2O
6,2 × 10 −12
s
Ksp CaCO3 = [Ca
s
10 −14 ⎛ 0,8 mmol ⎞ ⎜ ⎟ 10 −5 ⎝ 200mL ⎠
[OH–] =
10 −9 ⋅ (4 ⋅ 10 −3 )
(CH3COO − )
s=
3,8 × 10−9
[OH–] = 2 · 10 –6
=
38 × 10 −10
Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH–, [OH–] = 2 · 10 –6
23. Jawaban: c Ksp PbSO4 = 6,3 · 10–7 Ksp SrSO4 = 3,2 · 10–7 Saat keadaan setimbang SO 42– dari PbSO4 sama dengan SO42– dari SrSO4. Konsentrasi kelarutan Pb2+: Ksp = [Pb2+][SO42–] 6,3 · 10–7 = s · s
=
⎯→ /
[OH–] =
][CO32–]
= 6,2 × 10–5 Jadi, urutan kelarutan garam-garam tersebut dari yang paling kecil yaitu MnCO 3, CdCO3, CaCO3, dan NiCO3 atau 2), 3), 4), dan 1).
s=
CH3COOH + OH–
[OH ] =
2+
3,8 × 10–9 = s2
→
Kw Ka
–
CaCO3(aq) Ca2+(aq) + CO32–(aq) s
CH3COONa CH3COO– + Na+ +
= 2,5 × 10–6 4)
Garam CH3COONa adalah garam yang bersifat basa sehingga terhidrolisis sebagian sesuai persamaan reaksi berikut. CH3COO– + H 2O
6,2 × 10–12 = s2 s=
24. Jawaban: d Mol NaOH = 100 mL × 0,008 M = 0,8 mmol Mol CH3COOH = 100 mL × 0,008 M = 0,8 mmol
6,3 × 10−7 63 × 10
= 7,93 · 10
−8
–4
Konsentrasi kelarutan Sr2+: Ksp = [Sr2+][SO42–]
Ksp Ca(OH)2 = [Ca2+][OH–] 4 · 10–16 = [Ca2+](2 · 10–6)2 4 · 10–16 = [Ca2+](4 · 10–12) [Ca2+] =
4 ⋅ 10−16
⋅
−12
4 10 2+
Jadi, konsentrasi Ca 10–4 M.
= 10–4 M saat tepat jenuh sebesar
25. Jawaban: c Hidroksida yang mengendap adalah hidroksida dengan [ion+][OH–] > K sp Apabila pH = 8 maka pOH = 6 = –log[OH –] [OH–] = 10 –6 X(OH)2(aq) X2+(aq) + 2OH–(aq) Ksp X(OH)2 = (10–1)(10–6)2 = 10 –13 10
–13
< K sp X(OH)2
10–13 < 2,8 × 10 –10
⇒
tidak mengendap
Y(OH)2(aq) Y2+(aq) + 2OH–(aq)
3,2 · 10–7 = [Sr2+][7,93 · 10–4] [Sr2+] = 4,0 · 10 –4 M
Ksp Y(OH)2 = (10–1)(10–6)2 = 10 –13
Oleh karena kelarutan PbSO4 lebih besar daripada SrSO4, PbSO4 lebih mudah larut dibanding SrSO4.
10–13 < K sp Y(OH)2 10–13 < 4,5 × 10 –11
⇒
tidak mengendap
Kimia Kelas XI
113
Z(OH)2(aq) Z2+(aq) + 2OH–(aq) Ksp Z(OH)2 = (10–1)(10–6)2 = 10 –13 10
–13
> K sp Z(OH)2
10
–13
–14
> 1,6 × 10
mengendap
⇒
Jadi, hidroksida yang mengendap adalah Z(OH) 2 karena hasil kali konsentrasi ion-ionnya > K -nya. sp 26. Jawaban: c Campuran air dengan detergen membentuk sistem koloid karena campuran keruh tetapi stabil dan tidak terpisah. Garam dan gula aren membentuk larutan sejati saat dilarutkan dalam air. Serbuk besi dan tepung terigu membentuk suspensi. 27. Jawaban: d Fase padat yang terdispersi dalam medium padat disebut sol padat. Sol terbentuk dari fase padat yang terdispersi dalam medium cair. Emulsi terbentuk dari fase cair yang terdispersi dalam medium cair. Aerosol terbentuk dari fase cair yang terdispersi dalam medium gas. Aerosol padat terbentuk dari fase padat yang terdispersi dalam medium gas. 28. Jawaban: c Pasangan yang benar antara tipe koloid dengan contohnya sebagai berikut. No.
Tipe Koloid
Contoh
1.
Sol
Cat
2. 3. 4.
Busa Aerosol Emulsi padat
Krim kocok Kabut, awan Keju, mutiara
5. 6.
Busa padat Aerosol padat
Batu apung Asap
29. Jawaban: d Sistem dispersi cair dalam medium padat adalah emulsi padat, contoh selai, mentega, keju, dan mutiara. Cat dan tinta termasuk sol cair (padat dalam medium cair). Susu dan mayones termasuk emulsi (cair dalam medium cair). 30. Jawaban: d Mentega merupakan emulsi padat yang tersusun atas zat cair dalam medium padat. Fase cair dalam medium gas dinamakan aerosol cair. Fase padat dalam medium cair dinamakan sol cair. Fase gas dalam medium padat dinamakan busa padat. Fase padat dalam medium gas dinamakan aerosol padat. 31. Jawaban: c Susu merupakan koloid alam yang sangat stabil karena adanya kasein yang berperan sebagai emulgator antara lemak dan air.
114
Ulangan Akhir Semester
32. Jawaban: b Larutan amonia yang ditambahkan ke dalam getah karet berfungsi menstabilkan bentuk sol getah karet. 33. Jawaban: e Kalium aluminium sulfat merupakan nama kimia tawas. Penambahan tawas ke dalam air kotor membantu menjernihkan air. Tawas membentuk partikel koloid Al(OH) 3 yang mengikat kotoran dalam air. Arang aktif berfungsi menyerap bau dan zat-zat berbahaya. Tanah diatome digunakan untuk memutihkan gula pasir. Kaporit berfungsi membunuh kuman. Aluminium hidroksida merupakan senyawa basa dalam obat mag. 34. Jawaban: e Gerak Brown merupakan gerakan partikel-partikel koloid dalam arah zig-zag. Gerakan ini membuat koloid stabil dan tidak mengendap. Contohnya gerakan debu di udara. Contoh efek Tyndall antara lain ketika sinar matahari yang masuk rumah melewati celah rumah yang berdebu, jalannya sinar akan kelihatan jelas. Peptisasi merupakan cara mengubah endapan menjadi partikel koloid dengan penambahan zat elektrolit (ion sejenis). Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan ion-ion oleh partikel koloid sehingga partikel koloid menjadi bermuatan. Koagulasi merupakan penggumpalan partikel koloid. 35. Jawaban: b Pembuatan mentega tersebut menerapkan cara dispersi secara mekanik. Dispersi merupakan cara mengubah partikel-partikel kasar menjadi partikel koloid. Kondensasi merupakan pengubahan partikel larutan dengan cara penggumpalan sehingga menjadi partikel berukuran koloid. Peptisasi adalah memecah partikel-partikel besar menjadi partikel koloid dengan penambahan suatu zat elektrolit. Busur Bredig merupakan cara membuat partikel-partikel fase terdispersi berukuran partikel koloid menggunakan loncatan bunga api listrik. Kemampuan koloid untuk memisahkan ion-ion pengganggu kestabilan dalam suatu proses ditunjukkan oleh sifat koloid berupa dialisis. 36. Jawaban: d Sifat adsorpsi diterapkan pada proses cara kerja obat norit dan penjernihan air menggunakan tawas. Sorot lampu mobil saat cuaca berkabut merupakandarah contohmenerapkan peristiwa efek Tyndall. Proses pencucian sifat dialisis. Pembentukan delta di muara sungai merupakan contoh peristiwa koagulasi.
37. Jawaban: b Penerapan efek Tyndall terjadi pada peristiwa cahaya matahari di sela-sela pohon yang berkabut dan sinar lampu kendaraan pada cuaca berkabut. Penetralan albuminoid dalam darah dan pembentukan delta di muara sungai merupakan penerapan sifat koagulasi. Pengobatan diare dengan pil norit merupakan penerapan sifat adsorpsi. 38. Jawaban: c Membuat koloid dengan mengubah partikel larutan sejati merupakan cara kondensasi, contoh menambahkan HCl ke dalam larutan Na 2S2O3 membentuk sol belerang. Melarutkan damar dalam alkohol, lalu menambahkan air serta melarutkan kalsium asetat jenuh ke dalam alkohol merupakan pembuatan koloid dengan cara penggantian pelarut (cara fisika). Mengalirkan uap raksa dalam air dingin adalah cara fisika dengan pengembunan uap. Mencampurkan larutan AgNO3 dengan larutan KI berlebih membentuk sol AgI merupakan pembuatan koloid dengan cara peptisasi (dispersi). 39. Jawaban: d Jenis reaksi pada persamaan reaksi pembuatan koloid tersebut sebagai berikut. a. Reaksi hidrolisis. b. Reaksi redoks. c. Reaksi redoks. d. Reaksi pemindahan. e. Reaksi p engendapan. 40. Jawaban: a Contoh cara peptisasi adalah mereaksikan larutan AgNO3 ke dalam larutan KI berlebih. Mereaksikan larutan garam AuCl 3 dengan formaldehid dan mereaksikan gas H 2 S dengan larutan SO 2 merupakan cara redoks. Menambahkan HCl ke dalam larutan N 2S 2 O 3 merupakan cara pemindahan (substitusi). Menambahkan larutan FeCl3 ke dalam air mendidih adalahcara hidrolisis.
massa 5,6 gram = = Mr 56 gram/mol mol 0,1 mol = = 0,05 M volume 2L
Mol KOH = MKOH =
= 14 – (2 – log 5) = 12 + log 5 Jadi, pH larutan sebesar 12 + log 5. 2.
a.
Pe rs am aa n re ak si ne tr al is as i se ba ga i berikut. 2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O()
b.
Perubahan warna indikator fenolftalein pada titik ekuivalen yaitu dari merah menjadi tidak berwarna.
c.
Pe r c o b a a n
I
Pembacaan akhir buret (mL) Pembacaan awal buret (mL) Volume H2SO4( mL)
II
I II
19,95 39,95 45,05 0,00 19,95 25,00 19,95 20,00 20,05
Volume rata-rata H2SO4 =
19,95 + 20,00 + 20,05 3
mL
= 20,00 mL d.
Pada penetralan asam sulfat dan natrium hidroksida berlaku rumus berikut. V1 × M1 × n1 = V2 × M2 × n2 25 × 2 × 1 = 20 × M 2 × 2 M2 = 1,25 M Jadi, konsentrasi larutan asam sulfat adalah 1,25 M.
e.
Jumlah mol NaOH yang digunakan = VNaoH × M NaOH =
25 1.000
L×2M
= 0,05 mol 2NaOH + H2SO4
→
Na2SO4 + 2H 2O
Jumlah mol Na2SO4 yang dihasilkan =
1 2
× mol NaOH
=
1 2
× 0,05 mol
= 0,025 mol
B. Uraian
1.
pH = 14 – pOH
[OH–] = M · valensi = = 0,05 0,05 · 1 pOH = –log [OH–] = –log (0,05) = –log 5 × 10–2 = 2 – log 5
0,1 mol
Massa Na2SO4 = mol Na 2SO4 × M r Na2SO4 = 0,0 25 mo l × ( (2 × A r Na) + (1 × A r S) + (4 × A r O)) g/mol = 0,025 mol × ((2 × 23) + (1 × 32) + (4 × 16)) g/mol = 0,025 mol × (46 + 32 + 64) g/mol = 0,025 mol × 142 g/mol = 3,55 g Jadi, massa maksimum garam Na 2SO 4 yang terbentuk dalam reaksi adalah 3,55 g.
Kimia Kelas XI
115
3. Campuran larutan CH 3COOH dengan CH3COONa membentuk larutan penyangga. CH 3COONa merupakan elektrolit kuat yang terhidrolisis sempurna. CH3COONa
→
e.
CH3COO– + Na+
CH 3COOH merupakan asam lemah sehingga terionisasi sebagian.
6. a.
[Ag+] = [Cl–] = [AgCl] Ksp AgCl = [Ag+][Cl–]
–
4. Volume = 500 mL = 0,5 L Derajat hidrolisis garam dihitung dengan rumus sebagai berikut. Kh =
Kw Kb
10
=
−14
2 × 10 −5
[Ag+] =
b.
[garam] = α
= =
0,05mol 0,5L
s 0,01
c. d.
0,01
s=
= 0,1 M
0,01
2 × 10 −10 1 × 10 −2
= 2 × 10–8 M
Jadi, kelarutannya AgCl dalam NaCl 0,01 M sebesar 2 × 10–8 M. c.
AgCl dalam AgNO 3 0,01 M AgCl(aq) Ag+(aq) + Cl–(aq)
5 × 10 −10
s
s
s
AgNO3(aq) Ag+(aq) + NO32–(aq)
–5
0,01
CH 3 COOK berasal dari asam lemah CH3COOH dan basa kuat KOH. Hidrolisis garam CH3COOK terjadi sebagian. Reaksi: CH3COO– + H 2O → CH3COOH + OH– Na2SO4 berasal dari asam kuat H 2SO4 dan basa kuat NaOH sehingga tidak terjadi hidrolisis. KCl berasal dari asam kuat HCl dan basa kuat KOH sehingga tidak terhidrolisis. NH CN, berasal dari asam lemah HCN 4 dengan basa lemah NH4OH sehingga terjadi hidrolisis sempurna. Reaksi: NH4+ + H2O → NH4 + H+ CN– + H2O
116
s
2 × 10–10= (s) (0,01)
= 0,05 mol
%α = 7,07 × 10–5 × 100% = 7,07 × 10–3% Jadi, garam terhidrolisis sebesar 7,07 × 10–3%.
b.
s
Dalam larutan terdapat Ag+ = s M Cl– = s + 0,01 ≈ 0,01 M
0,1
5. a.
1,4 × 10–5 M. AgCl(aq) Ag+(aq) + Cl–(aq)
Ksp AgCl = [Ag+][Cl–]
Kh Garam
= 7,07 × 10
2 × 10−10 = 1,4 × 10–5 M
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl–(aq)
= 5 × 10–10
2,68 g 53,5 g/mol
K sp =
Jadi, kelarutan AgCl dalam air suling =
[garam] = mol/volume Mol garam =
Dalam air suling AgCl(aq) Ag+(aq) + Cl–(aq)
CH3COOH CH3COO– + OH– Ion CH3COO yang ada berasal dari CH3COOH maupun CH3COONa. Penambahan sedikit asam atau basa tidak mengubah nilai pH larutan penyangga. Oleh karena itu, penambahan beberapa tetes CH3COOH tidak mengubah pH larutan secara signifikan.
Mg(CN)2, berasal dari asam lemah HCN dengan basa kuat Mg(OH)2. Hidrolisis terjadi sebagian. Reaksi: CN– + H 2O → HCN + OH–
→
HCN + OH–
Ulangan Akhir Semester
0,01
0,01
Dalam larutan terdapat [Cl –] = s M [Ag+] = s + 0,01 M
≈
0,01 M
Ksp Ag Cl = [Ag+] [Cl–] 2 × 10–10 = (0,01) (s) s=
2 × 10 −10 1 × 10 −2
= 2 × 10–8 M
Jadi, kelarutannya AgCl dalam AgNO 0,1 M sebesar 2 × 10–8 M. 7. a.
3
AgBr(aq) Ag+(aq) + Br–(aq) Ksp = [Ag+][Br–] 5 × 10–13 = s2 s = 7,07 × 10 –7 M Mol garam = 7,07 × 10 –7 M × 1 L = 7,07 × 10–7 mol Massa garam = mol × M r = 7,07 × 10–7 mol × 187 gr/mol = 1,32 × 10–4 gram
Jadi, massa garam AgBr dalam setiap liter larutan = 1,32 × 10–4 gram. b.
Mn(OH)2(aq) Mn2+(aq) + 2OH–(aq) Ksp = [Mn2+][OH–]2 4,5 × 10–10 = 4s3 s =
3
4,5 × 10 −10 4
=
3
–4 112,5 × 10 −12 = 4,83 × 10
Mol garam = 4,83 × 10 –4 M/1 L = 4,83 × 10–4 mol Massa garam = mol × M r = 4,83 × 10–4 mol × 89 = 4,29 × 10–2 gram Jadi, massa garam Mn(OH)2 dalam setiap liter larutan = 4,29 × 10–2 gram. 8. Elektroforesis merupakan sifat partikel koloid yang mampu bergerak di bawah pengaruh medan listrik. Partikel koloid merupakan partikel yang bermuatan sehingga dalam medan listrik, partikel akan bergerak menuju ke bagian yang muatan-
nya berlawanan. Sifat ini diterapkan dalam proses penyaringan debu dalam asap pabrik. Asap pabrik mengandung partikel debu dalam ukuran koloid sehingga partikel tersebut dilewatkan dalam ruangan yang dilengkapi logam bermuatan. Logam bermuatan menarik partikel koloid. 9. a.
b.
SolAs 2S3 dalam air dapat mengadsorpsi ion negatif sehingga sol tersebut bermuatan negatif. Sol Fe(OH) 3 dalam mediumnya dapat mengadsorpsi ion positif sehingga sol tersebut bermuatan positif.
10. Pembuatan koloid dengan cara dispersi dilakukan dengan memperkecil ukuran partikel dari suspensi menjadi ukuran koloid. Misal mengalirkan gas H 2S ke dalam endapan CdS sehingga diperoleh sol belerang. Sementara itu, cara kondensasi dilakukan dengan mengubah partikel larutan menjadi lebih besar sesuai ukuran partikel koloid. Misal mereaksikan larutan perak nitrat dengan larutan natrium klorida sehingga diperoleh sol AgCl.
Kimia Kelas XI
117
