18Kesetimbangan Ionik I: Asam dan Basa6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmGARIS BESAR18-1Tinjauan Elektrolit Kuat18-2 Autoionization Air18-3 Skala pH dan pOH18-4 Konstanta IonisasiuntukLemah Asam dan Basa Monoprotik18-5 Asam Poliprotik18-8 Garam dari basa kuat danasam lemah18-9 Garam dari basa lemahdan asam kuat18-10 Garam dari basa lemah danasam lemah18-11 Garam yang kandungannyasangan kecilTUJUANSetelah Anda mempelajari bab ini, Anda harus dapat: Mengenali elektrolit kuat dan menghitung konsentrasi ion-ion Memahami autoionization air Memahami skala pH dan pOH dan bagaimana mereka digunakan Menggunakan konstanta ionisasi untuk asam lemah dan basa mono-protik Mendiskusikan konsep solvolysis dan hidrolisis Menjelaskan bagaimana asam poliprotik ionisasi dalam langkah-langkah dan bagaimana menghitung konsentrasi dari semua jenis dalamlarutan asam poliprotik Menerapkan erapkan konsep asam-basa keseimbangan garam-garamdari basa kuat dan asamlemah Menerapkan konsep asam-basa keseimbangan garam-garam dari basalemah dan asam kuat Menerapkan konsep asam-basa keseimbangan garam-garam dari basalemah dan asam lemah Menerapkan konsep asam-basa kesetimbangan garam kecil, kationbermuatan tinggiLa ru ta ns an ga tp en t in g. Ha mp i rtigap er em pa tp er mu ka an bu mid i tu tu pi de ng an air. Ju ml ah be sa rr ea ks i ki mi a te r ja di da l aml au ta ndan ba da nk ec i lai r.C ai r an tu bu ht an am andan he wa nk eb an ya ka nai r.K eh id up an pr os e s( r ea ks i ki mi a )dari se mu at um bu ha ndan he wa nt e rj ad id al am la ru ta nai ra ta uk on ta kd en ga nai r.S eb el umkita di l ah ir ka n, kita se mu ad ik em ba ng ka nd al am ka nt un gy an gp en uh de ng an la ru ta nai r,y an gd i li nd un gi dan di pe l ih ar a se hi ng ga te l ah dik em ba ng ka nb ah wa kitabisa hi du pdi at mo sf e r.ALarutan sangat penting. Hampir tiga perempat permukaan bumiditutupi dengan air. Jumlah besar reaksi kimia terjadi dalamlautan dan badan kecil air. Cairan tubuh tanaman dan hewan kebanyakanair. Kehidupan proses (reaksi kimia) dari semua tumbuhan dan hewan terjadi dalam larutan airatau kontak dengan air. Sebelum kita dilahirkan, kita semua dikembangkan dalam kantung yang penuh dengan larutan air, yang dilindungi dan dipelihara sehingga telah di kembangkanbahwa kita bisa hidup di atmosfer.Beberapa makanan yang men-gandung asam lemah. Jerukmengandung asamsitrat dan asamaskorbat (Vitamin C)6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmTinjauan Elektrolit KuatDalam diskusi sebelumnya kita telah melihat bahwa senyawa yang larut dalamair dapat diklasifikasikan sebagaielektrolit atau nonelektrolit. Elektrolit meru-pakan senyawa yang (atau memisahkan menjadi ion-ion konstituen mereka)untuk menghasilkan larutan yang menghasilkan listrik saat ini. Nonelektrolitsebagai molekul dalam larutan, dan tidakmenghasilkan arus listrik.Elektrolit kuat terionisasi atau terdisosiasi sepenuhnya, atau sangat hampirsepenuhnya,dalam larutan encer berair. Elektrolit kuat mencakup asam kuat,basa kuat, dankebanyakan garam. Anda harus mendiskusikanzat-zat dalamBagian 4-2 dan 10-8. Asam kuat dan basa kuat secara umum tercantum dalamTabel 18-1. Lihat Bagian 4-2, bagian 5, sebagai pedoman untuklarutansenyawa ionik. Konsentrasi ion dalam larutandari elektrolit kuat dapatdihitung langsung dari molaritas elektrolit kuat, seperti contoh berikutmengilustrasikan.Contoh 18-1 Penghitungan Konsentrasi IonHitung konsentrasi molar dan ion Ba2+ dan OH- dalam barium hidroksida 0,030 M.RencanaTuliskan persamaan untuk disosiasi Ba(OH)2, dan membangun ringkasan reaksi.Ba(OH)2 adalah basa kuat yang benar-benar terurai.SolusiDari persamaan untuk disosiasi barium hidroksida, kita melihat bahwa mol salah satu dariBa(OH)2 menghasilkan satu mol ion Ba2+ dan dua mol ion OH-.(strong base)Ba(OH)2(s) 88nBa2(aq) 2OH(aq)mula mula 0.030 Mreaksi\ 0.030 M 0.030 M 2(0.030) Makhir 0 M 0.030 M 0.060 M[Ba2] 0.030 M dan [OH] 0.060 M.AUTOIONISASI AIRPercobaan dengan hati-hati pada konduktivitas listrik telah menunjukkan bahwa air murnimengionisasi untuk tingkatan yang sangat sedikit.H2O() H2O() 34H3O(aq) OH(aq)KarenaH2Omurni, aktivitasnyaadalah1, sehinggatidaktermasukdalamkonsentrasikonstanta kesetimbangan ekspresi. Konstanta kesetimbangan ini dikenal sebagai ion pro-duk untuk air dan biasanya direpresentasikan sebagai Kw.Kw [H3O]+[OH]-Kw [H3O][OH]18-218-1Ingatlah bahwa kita menggunakanpanah tunggal (n) untuk menun-jukkan bahwa reaksi berjalan sampaiselesai, atau hampir sampai selesai,dalam arah yang ditunjukkan.Ingatlah bahwa kita menggunakan panah gandauntuk menunjukkan bahwa reaksi dapat pergi kearah baik untuk mencapai kesetimbangan.754 CHAPTER 18: Kesetimbangan Ionik: Asam dan BasaLihatSaundersInteraktif KimiaUmumCD-ROM,Layar14,1, Solusi danPerilakumereka.TABLE 18-1 Asam Kuatdan BasaKuatAsamKuatHCl HNO3HBr HClO4HI HClO3H2SO4Basa KuatLiOHNaOHKOH Ca(OH)2RbOH Sr(OH)2CsOH Ba(OH)26oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmPembentukan ion H3O+ oleh ionisasi air selalu disertai oleh pembentukan ion OH-. Jadi,dalam air murni konsentrasi H3O+ selalu sama dengan konsentrasi OH-. Hati-hati pen-gukuran menunjukkan bahwa dalam air murni pada 25A C.[H3O] [OH] 1.0 107mol/LDengan mensubstitusikan ini ke dalam ekspresi konsentrasi Kw,memberikanKw [H3O][OH] (1.0 107)(1.0 107) 1.0 1014(at 25C)Meskipun Kw =[H3O+][OH-]=1,0.10 -14 diperoleh untuk air murni, juga berlaku untuklarutan encer pada 25C. Ini adalah salah satu hubungan yang paling berguna bagi ahli kimia.Ini memberikan hubungan sederhana antara konsentrasi H3O+ dan OH- di semua larutanencer.Nilai Kw berbeda pada temperatur yang berbeda (Tabel 18-2), tetapi hubungan Kw=[H3O+][OH-] masih berlaku.Dalam teks ini, kita akan mengasumsikan suhu 25C untuk semua perhitungan yangmelibatkan larutan kecuali kita menentukan suhu lain..EXAMPLE 18-2 Menghitung Konsentrasi IonHitung konsentrasi ion H3O+ dan OH- dalam larutan 0,050 M HNO3.RencanaTuliskanpersamaanuntukionisasiHNO3, asamkuat, danmembangunreaksi, yangmem-berikan konsentrasi H3O+ (dan NO3-) Ion secara langsung. Kemudian gunakan Kw hubungan[H3O+] [OH-]=1,0.10-14 untuk menemukan konsentrasi ion OH-.SolusiRingkasan reaksi untuk ionisasi HNO3, asam kuat, adalahHNO3 H2O88n H3O NO3mula mula 0.050 M 0 M 0 M0.050 M 0.050 M 0.050 Msisa 0 M 0.050 M 0.050 M[H3O] [NO3] 0.050 M[OH-] ditentukan dari persamaan untuk autoionization air dan Kw nya2H2O 34 H3O(aq) OHmula mula 0.050 Mbereaksi n 2x M x M x Msisa (0.050 x) M x MKw [H3O][OH]1.0 1014 (0.050 x)(x)Solusi di mana konsentrasi zat terlarutkurang dari sekitar 1 mol / L biasanyadisebut solusi encer.18-2 Autoionisasi Air 755LihatSaundersInteraktif KimiaUmumCD-ROM,Layar17,3, asam-basaProperti Air.TABLE 18-2 Kwpada Tem-peraturTemperature(C) Kw0 1.1 101510 2.9 101525 1.0 101437* 2.4 101445 4.0 101460 9.6 1014Temperatur normal tubuh manusia.6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmKarena produk (0,050 + x)(x) adalah jumlah yang sangat kecil, kita tahu bahwa x harus sangat ke-cil. Dengan demikian, tidak akan peduli apakah kita menambahkan x ke 0,050, kita bisa berasumsibahwa (0,050 + x)0,050. Kami mengganti pendekatan ini ke dalam persamaan dan memecahkan.1.0 1014 (0.050)(x) ataux 2.0 1013M[OH]Kita melihat bahwa asumsi bahwa x jauh lebih kecil dari 0,050 adalah satu yangbaik.Anda sekarang harus mengerjakan Latihan 14Dalam memecahkan Contoh 18-2,kami mengasumsikan bahwa semua H3O+ (0,050 M) berasaldari ionisasi HNO3 dan diabaikan H3O+ itu dibentuk oleh ionisasi H2O. Ionisasi H2O meng-hasilkan hanya 2,0.10-13 M H3O+ dan 2,0.10-13 M OH- dalam hal ini menjadi larutan. Jadi,kita dibenarkan dengan asumsi bahwa [H3O+] berasal semata-mata dari asam kuat. Cara yanglebih singkat untuk melaksanakan perhitungan untuk menemukan konsentrasi [OH-]adalah untuk menulis langsung.Kw=[H3O+][OH-]=1,0.10-14atau [OH] Lalu kita substitusikan[OH] 2.0 1013MKemudian kita mengganti untuk mendapatkan [OH-]=2,0.10-13 M sekarang, kita akan menggu-nakan pendekatan lebih langsung untuk perhitungan tersebut. Ketika asam nitrat ditambahkanke dalam air, sebesar H3O+ ion yang dihasilkan. Besar peningkatan [H3O+] menggeser kese-timbangan air jauh ke kiri (Prinsip LeChatelier s),dan [OH-] menurunH2O() H2O() 34H3O(aq) OH(aq)Dalam larutan asam konsentrasi H3O+ selalu lebih besar dari konsentrasi OH-. Kitatidak harus menyimpulkan bahwa larutan asam tidak mengandung ion OH-. Sebaliknya,[OH-] selalukurangdari 1,0.10-7Mdalamlarutantersebut. Sebaliknya,benaruntuklarutan dasar, di mana [OH-] selalu lebih besar dari 1,0.10-7M. Menurut definisi netrallarutan air pada 25 C adalah larutan di mana [H3O+]=[OH-]=1,0.10-7M..1.0 10140.0501.0 1014[H3O]1.0 10140.050Ingat bahwa[OH ]from H2O[H3O ]from H2Osemua berair solusi. Jadi kita tahu bahwa[H3O] dari H2O juga harus2.0 1013M.756 Bab18 Kesetimbangan Ionik 1 Asam dan BasaLarutan Kondisi Umum Pada 25Casam [H3O] [OH] [H3O] 1.0 107[OH] 1.0 107netral [H3O] [OH] [H3O] 1.0 107[OH] 1.0 107basa [H3O] [OH] [H3O] 1.0 107[OH] 1.0 107Skala pH dan pOHSkala pH dan pOH menyediakan cara yang nyaman untuk mengekspresikankeasaman dan kebasaan dari larutan encer. PH dan pOH larutan didefinisikan seba-gaipH log [H3O] atau [H3O] 10pHpOH log [OH] atau [OH] 10pOH18-36oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmPerhatikan bahwa kita menggunakan pH daripada pH3O. Pada saat konsep pH dikem-bangkan, H3O+ diwakili dengan H+. Berbagai pistilah yang digunakan. Secara umumhuruf kecil p sebelumnyaberarti simbol negative logaritma . Dengan demikian, pHadalah logaritma negatif dari konsentrasi H3O+, pOH adalah logaritma negatif darikonsentrasi OH-, dan pK mengacu pada logaritma negatif dari konstanta kesetimbangan.Hal ini mudah untuk menggambarkanautoionization air dalam hal pKw.pKwlog KwEXAMPLE 18-3 Menghitung pHHitung pH larutan di mana konsentrasi H3O+ adalah 0,050 mol / L!.RencanaKita memberi nilai untuk [H3O+], jadi kita ambil logaritma negatif dari nilai ini.Solusi[H3O+] = 0,050 M = 5.0.10 -2 MpH = -log [H3O+] = log [5.0.10-2] = 1,30Jawaban ini hanya berisi dua angka penting. Angka 1di 1,30 bukanlah angkasignifikan, tetapi berasal dari kebulatansepuluh.Anda sekarang harus bekerja Latihan 22EXAMPLE 18-4 Menghitung H3O dari pHHitung pH larutan di mana konsentrasi H3O+ adalah 0,050 mol / LRencanaKita memberi nilai untuk [H3O+], jadi kita ambil logaritma negatif dari nilai ini.Ketika berhadapandengan pH, kami selalu menggunakanbasis-10 (umum) logaritma, bukandasar-e (alam) logaritma. Hal ini kare-na pH didefinisikan menggunakandasar logaritma-10.Dalam nilai pH, hanya digit setelahtitik desimal angka penting.18-3 Skala pH dan pOH 757Wilayah pHPada SubstansiSubstansi Daerah pHGastric contents(human) 1.63.0Soft drinks 2.04.0Lemons 2.22.4Vinegar 2.43.4Tomatoes 4.04.4Beer 4.05.0Urine(human) 4.88.4Milk(cows) 6.36.6Saliva(human) 6.57.5Blood plasma(human) 7.37.5Egg white 7.68.0Milk of magnesia 10.5Household ammonia 1112Lebih asamLebih basacGbr. pH dari beberapa yang umumzat ditunjukkan oleh universalindikator untuk menginterpretasikan warnaindikator.6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmSolusiDari definisi pH, kita menulislog [H3O] 3.301Mengalikan dengan angka 1 memberikanlog [H3O] 3.301Mengambil logaritma invers (antilog) dari kedua sisi persamaan memberikan[H3O] 103.301jadi [H3O] 5.00 104MAnda Kerjakan Latihan 26.Hubunganantara pH dan pOH di semua suasana encer pada 25C dapat diperoleh. Kitamulai dengan ekspresi Kw.[H3O][OH] 1.0 1014Mengambil logaritma dari kedua sisi persamaan ini memberikanlog [H3O] log [OH] log (1.0 1014)Mengalikan kedua sisi persamaan ini denganangka 1 memberikan(log [H3O]) (log [OH]) log (1.0 1014)ataupH pOH14.00Sekarang kita dapat menghubungkan [H3O+] dan [OH-] serta pH dan pOH[H3O][OH] 1.0 1014dan pH pOH 14.00 (at 25C)Dari hubungan ini, kita melihat bahwa pH dan pOH akan positif jika kedua kurangdari 14. Jika pH atau pOHlebih besar dari 14, maka jelas negatif.Silahkan mempelajari dengan seksama ringkasan berikut. Ini akan sangat membantuPada suatu temperatur, pHpOHpKw.Ingat hubungan!758 Bab 18 Kesetimbangan Ionik Asam dan BasaLarutan Kondisi Umum Pada 25CAsam [H3O] [OH] [H3O] 1.0 107M [OH]pHpOH pH 7.00 pOHNetral [H3O] [OH] [H3O] 1.0 107M [OH]pH pOH pH 7.00 pOHBasa [H3O] [OH] [H3O] 1.0 107M [OH]pH pOH pH 7.00 pOHUntuk lebih memahami tentang skala pH dan pOH, kita mempertimbangkan serangkaianlarutan di mana [H3O+] bervariasi dari 10 M hingga 1,0 x 10-15 Jelas, [OH-] akanbervariasi dari 1.0 x 10-15 M untuk 10 M dalam larutan ini6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmEXAMPLE 18-5 Menghitung perubahan pH dan pOHHitung [H3O+], pH, [OH-], dan pOH untuk 0,015 M HNO3!RencanaKitamenulispersamaanuntukionisasiHNO3asamkuat,yangmenghasilkan[H3O+].Kemudian kita menghitung pH. Kita gunakan hubungan [H3O+][OH-]= 1,0 x 10-14 danpH+Poh= 14.00 untuk menemukan Poh dan [OH-].Solusi HNO3 H2O88nH3O NO3-Karena asam nitrat adalah asam kuat (dapat berionisasi), kita tahu bahwa[H3O] 0.015 MpHlog [H3O] log (0.015) (1.82) 1.82Kita juga tahu bahwa pH pOH 14.00. JadipOH 14.00 pH14.00 1.82 12.18Karena [H3O][OH] 1.0 1014, [OH] lebih mudah di hitung[OH] 6.7 1013MAnda kerjakan latihan 27.1.0 10140.0151.0 1014[H3O]Semua ion yang terhidrasi dalamlarutan berair. Kita sering menghi-langkan sebutan (), (g), (s), (aq), dansebagainya.18-3 Skala pH dan pOH 759TABLE 18-3 Hubungan antara [H3O], pH, pOH, dan [OH][H3O] pH pOH [OH]101515 1 101101414 0 1101313 1 101101212 2 102101111 3 103101010 4 1041099 5 1051088 6 1061077 7 1071066 8 1081055 9 1091044 10 10101033 11 10111022 12 10121011 13 10131 0 14 10141011 15 1015H3O concentrationOH concentrationNetralkenaikan asamkenaikan basa6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmContoh 18-6 Menghitung perubahan pH dan pOHHitung [H3O+], pH, [OH-], dan pOH untuk 0,015 M Ca(OH)2!.RencanaKita tulis persamaan untuk ionisasi basa kuat Ca(OH)2 yang memberikan kita [OH-]. Kemudi-an kita menghitung pOH. Kita menggunakan hubungan [H3O+][OH-]= 1,0 x 10-14 dan pOH+pH= 14,00 untuk menemukan pH dan [H3O+].SolusiH2OCa(OH)28888nCa2 2OH Karena kalsium hidroksida adalah basa kuat (dapat terionisasi), kita tahu bahwa [OH] 2 0.015 M0.030 MpOHlog [OH] log (0.030) (1.52) 1.52Kita juga tahu bahwa pH pOH 14.00. Jadi,pH14.00 pOH14.00 1.52 12.48Sehingga dapat mudah di hitung:[H3O] 3.3 1013MSekarang Anda mengerjakan latihan 28 dan 29.pH larutan dapat ditentukan dengan menggunakan pH meter (Gambar 18.1) atau olehIndikatormetode. Kitadapatmenambahindikatordasaryangsangatdiwarnai olehsenyawaorganikkompleksyangmemiliki warnayangberbedadalamlarutanpHyangberbeda (Bagian 19-4). Banyak asam lemah atau basa lemah yang berguna dalam rentangyang agak sempit dari nilai pH. Indikator universal adalah campuran dari beberapa indika-tor, mereka menunjukkan adanyaperubahan warna dari berbagai nilai nilai pH1.0 10140.0301.0 1014[OH]Sebuah pH meter jauh lebih akuratdaripada indikator untuk memper-oleh nilai pH760 Bab 18 Kesetimbangan Ion Asam dan BasaGambar18-1 Sebuah pH meter memberikan solusi pHsecara langsung. Ketika elektroda dicelupkan,pH meterakan menampilkan pH. pH meter didasarkan pada elek-troda kaca.Ini perangkat penginderaan yang menghasilkan teganganyangsebanding dengan pH larutan yangelektroda ditempatkan. Instrumen yang memilikisirkuit listrik untuk memperkuat tegangan darielektroda dan meter yang berhubungan tegangan untukpH larutan. Sebelum digunakan, pHmeter harus dikalibrasi dengan serangkaiansolusi pH dikenal.6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmDalam metode indikator kami menyiapkan serangkaian pH larutan yang dikenal denganlarutan warna pada wadah untuk standar. Kami menambahkan indikator universal untuk mas-ing-masing larutan dengan pH yang memiliki warna berbeda (Gambar 18-2). Kami kemudianmenambahkan indikator universal yang sama untuk larutani yang tidak diketahui dan mem-bandingkan warna untuk larutan standar. Larutandengan pH yang sama memberikan warnayang sama. Indikator universal kertas juga dapat digunakan untuk menentukan pH. Seteteslarutan ditempatkan pada selembar kertas atau selembar kertas dicelupkan ke dalam larutan.Warna kertas ini kemudian dibandingkan dengan grafik menetapkan pH larutanKonstanta Ionisasi Untu Asam dan Basa Lemah MonoprotikKitatelahmembahasasamkuatdanbasakuat. Padarelatifini asamlemah jauhlebih banyak dari asam kuat. Untuk alasan ini anda diminta untuk belajar daftar asamkuat yang umum (lihat Tabel 18-1). Anda dapat mengasumsikan bahwa hampir semuaasam yang anda temui. Dalam teks ini akan di bahas tentang asam lemah. Tabel 18-4berisi nama, rumus, ionisasi konstanta, dan nilai-nilai pKa. Beberapa asam lemah yangumum; Lampiran F berisi daftar lagi nilai Ka. Ionisasi asam lemah hanya sedikit dalamlarutan encer. Kami klasifikasikan asam kuat atau lemah yang didasarkan pada sejauhmana mereka dapat berionisasi di dalam larutan yang encer.Beberapa asamlemahakrabbagi kita. Cuka adalahlarutan5%asamasetat,CH3COOH. Minuman berkarbonasi jenuh merupakan larutan karbon dioksida dalamair, yang menghasilkan asam karbonatCO2 H2O34H2CO3Jeruk buah-buahan yang mengandung asam sitrat, C3H5O(COOH)3. Beberapa salepdan bubuk yang digunakan untuk pengobatan mengandung asam borat, H3BO3. Disehari-hari, menggunakan asam lemah menunjukkan bahwa ada perbedaan yangsignifikan antara asam kuat dan lemah. Perbedaannya adalah bahwa asam kuat men-gionisasi sepenuhnya dalam larutan encer, sedangkan asam lemah mengionisasi hanyasedikit..18-4Gambar 18-2 Solusi yang men-gandung indikator universal. SebuahIndikator universal menunjukkanberbagaiwarna dalam variasi pH. Nilai pHdiberikan oleh angka hitam.Solusi ini berkisar dari cukup asam(kiri atas) ke yang cukup dasar(kanan bawah).18-4 Konstanta ionisasi untuk asam dan basa lemah monoprotik 7611 2 3 45 6 7 812 11 10 9Bagaimana Anda bisa tahu bahwaminuman berkarbonasi solusi jenuhCO2?Apakah Anda berpikir untukmenggunakan asam sulfat atau nitratuntuk tujuan ini?6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmMari kita pertimbangkan reaksi yang terjadi ketika sebuah asam lemah, seperti asam asetat,dilarutkan dalam air. Persamaan untuk ionisasi asam asetat:CH3COOH(aq) H2O() 34H3O(aq) CH3COO(aq)Tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini dapat direpresentasikan sebagaiKcContoh 18-7 Perhitungan Ka dan pKa dari Konsentrasi EkuilibriumAsam nikotinat merupakan asam organik lemah monoprotik yang dapat mewakili sebagai HAHA H2O34H3O A[H3O][CH3COO][CH3COOH][H2O]Perhatikan bahwa pKalog Ka.762 Bab 18 Kesetimbangan Ion 1 Asam dan BasaTABLE 18-4 Konstanta Ionisasi dan nilai pKa untuk beberapa asammonoprotik lemahAsam Reaksi Ionisasi Kapada 25C pKahydrofluoric acid HF H2O 34H3OF7.2 1043.14nitrous acid HNO2 H2O 34H3ONO24.5 1043.35acetic acid CH3COOHH2O34H3OCH3COO1.8 1054.74hypochlorous acid HOCl H2O 34H3OOCl3.5 1087.45hydrocyanic acid HCNH2O 34H3OCN4.0 10109.40Pendekatan termodinamika adalahbahwa aktivitas (hampir) H2O murnipada dasarnya adalah 1. Kegiatanmasing-masing spesies terlarut secaranumerik sama dengan konsentrasi mo-lar nya.6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmSebuah larutan encer asam nikotinat ditemukan mengandung konsentrasi berikut pada kesetimban-gan 25C. Berapa nilai Ka? [HA]= O,O49 M. [H3O+]= [A-]= 8.4 x 10-14.RencanaKita diberi konsentrasi kesetimbangan, sehingga kita ganti ke dalamKa.SolusiHA H2O34H3O AKa1.4 105KaEkspresikonstanta kesetimbanganKa 1.4 105pKa 4.85Anda mengerjakan latihan 32.Contoh 18-8 Menghitung Ka dari persen ionisasiDalam larutan 0,0100 M, asam asetat 4,2% terionisasi. Hitung ionisasi yang konstan.RencanaKita tulis persamaan untuk ionisasi asam asetat dan rumus kesetimbangan konstan. Selanjutnya kitagunakan persen ionisasi untuk melengkapi reaksi dan kemudian ganti ke Ka.SolusiPersamaan untuk ionisasi dari CH3COOH dan konstan ionisasinya adalah:CH3COOHH2O34H3O CH3COO danKaKarena 4,2% dari CH3COOH terionisasi,maka:MCH3COOH terionisasi 0.042 0.0100 M4.2 104MSetiap mol CH3COOH yang mengionisasi bentuk satu mol H3O+ dan satu mol CH3COO+.CH3COOH H2O34H3O CH3COOmula mula 0.0100 M 0 M4.2 104M 4.2 104M 4.2 104Msisa 9.58 103M 4.2 104M 4.2 104M.Kita tulis dalam persamaan reaksi:Ka 1.8 105Anda kerjakan latihan 38.(4.2 104)(4.2 104)9.58 103[H3O][CH3COO][CH3COOH][H3O][CH3COO][CH3COOH][H3O][A][HA](8.4 104)(8.4 104)(0.049)[H3O][A][HA]Struktur asam nicotinAsam nikotinat, juga disebut niacin,vitamin diperlukan dalam diet kita.Hal ini tidak berhubungan denganfisiologis nikotin.HCNCHCCHOBOO O H HC CO18-4 Ionization Constants for Weak Monoprotic Acids and Bases 763See the Saunders InteractiveGeneral Chemistry CD-ROM,Screen 17.7, Determining Kaand KbValues.Some common household weakacids. A strip of paper impregnatedwith a universal indicator isconvenient for estimating the pH of a solution.6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmContoh 18-9 Menghitung Ka dari pHpH larutan 0,115 Masam kloro asetat, ClCH2COOH, diukur menjadi 1,92.Hitung Ka untuk asam monoprotik lemahRencanaUntuk mempermudah, kita misalkan ClCH2COOH sebagai HA. Kita tulis persamaan ion-isasi dan Ka. Selanjutnya kita menghitung [H3O+] untuk pH tertentu dan reaksinya. Ter-akhir, kita substitusikan ke dalam Ka.SolusiIonisasi asam monoprotik lemah dan ionisasi konstan dapat direpresentasikan sebagai:HA H2O34H3OA- danKaKita hitung [H3O+] dari definisi pH:pH log [H3O][H3O] 10pH 101.920.012 MKami menggunakan persamaan reaksi biasa yaitu sebagai berikut. Pada titik ini, kitatahu [HA] dankesetimbangan [H3O+]. Dari informasi ini, kita mengamati perubahan dan kemudianmenyimpulkan:nilai-nilai ekuilibrium yang lain.HA H2O34 H3O Amula mula 0.115 M 0 M 0 M0.012 M 0.012 M 0.012 Msisa 0.103 M 0.012 M 0.012 MSekarang semua konsentrasi diketahui, Ka dapat dihitungKa 1.4 103Anda kerjakan latihan40.(0.012)(0.012)0.103[H3O][A][HA][H3O][A][HA]764 Bab 18 Asam dan BasaTips pemecahan masalah: Mengisi Ringkasan ReaksiDalam Contoh 18-8 dan 18-9,nilai suatu konsentrasi kesetimbangan digunakan untukmenentukan perubahan dalam konsentrasi. Anda harus mahir dalam menggunakan berbagaidata untuk menentukan nilai-nilai yang terkait melalui persamaan kimia.Mari kita tinjau apa yang kita lakukan di contoh 18-9. Hanya rumus kesetimban-gan,konsentrasi awal, dan kesetimbangan konsentrasi H3O+ yang dikenal saat kita mulaimelakukan ringkasan reaksi.Langkah-langkah berikut ini menunjukkan bagaimana kita mengisi nilai-nilai yang tersisadalam urutan yang ditunjukkan oleh panah merah bernomor.1. [H3O]sisa0.012 M, jadi kita dpatkan angka2. [H3O]mula 0, berubah menjadi[H3O] menjadi0.012 M3. Bentuk 0.012MH3O menghasilkan0.012MHA,j a d i m e r u b a h [HA] 0.012 M6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmKarena konstanta kesetimbangan ionisasi adalah konstanta untuk reaksi ionisasi, nilai-nilai menunjukkan luasan elektrolit ionisasi yang lemah. Pada konsentrasi yang sama, asamdengan konstanta ionisasi yang lebih besar untuk luasan yang lebih besar mengionisasiasam kuat dibandingkan dengan konstanta ionisasi asam yang lebih kecil. Dari Tabel 18-4,kita melihat bahwa urutan penurunan kekuatan asam untuk lima asam lemah:HF HNO2 CH3COOHHOCl HCNSebaliknya,di teori Bronsted-Lowry (Bagian 10-4), urutan dasar meningkatkekuatan anion dari asam adalah:F NO2CH3COO OClCNContoh 18-10Menghitung Konsentrasi KaHitung konsentrasi dari berbagai jenis 0,10 M asam hipoklorit,HOCl. Untuk HOCl, Ka=3,5 x 10-8.RencanaKita menulis persamaan untuk ionisasi asam lemah dan ekspresi Ka-nya. Kemudian kami misalkankonsentrasi kesetimbangan aljabar dan substitusikan ke dalamKa.SolusiPersamaan untuk ionisasi HOCl dan ekspresi Ka-nya adalah:3.5 108HOCl H2O34H3O OCl dan KaKitadapat mengetahui konsentrasi H3O+,Ocl-, dan nonionized HOCl dalam larutan.Sebuah representasi aljabar konsentrasi diperlukan, karena tidak ada cara lain untukmendapatkan konsentrasi.HOCl H2O34H3OOClmula mula 0.10 M 0 M 0 M x M x M x Msisa (0.10 x) M x M x M[H3O][OCl][HOCl]Ingatlah bahwa dalam terminologi Brnsted-Lowry, asam basa konjugat bentuk oleh kehilan-gan H.Kami telah menulis formulauntuk asam hipoklorit sebagaiHOCl daripada HClO untukmenekankan bahwa strukturadalah HXOXCl.Kami mengabaikan 1,0 10 7 mol / LH3O dihasilkan oleh ionisasi air murni.Ingat (lihat Bagian 18-2)bahwa penambahan asam untuk menekanionisasi air H2O, sehingga [H3O] dariH2O adalah bahkan kurang dari1,0 10 7 M.765HA H3OAH2Omula mulabereaksisisa 0.103 M 0.012 M0.012 M0.115 M 0.012 M0.012 M0.012 MPada persamaan, [H3O] 0.012 Mso 0 M 0 M 165 32 44. [HA]sisa [HA]org[HA]chg 0.115 M(0.012 M) 0.103 M5. Bentuk 0.012 M H3Oalso gives 0.012 M A6. [A]equil[A]orig [A]chg0 M0.012 M0.012 M6oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htmDengan mensubstitusikan ini ke dalam representasi aljabar, Ka memberikan: 3.5 108KaIniadalah persamaan kuadrat, tetapi tidak perlu untuk menyelesaikannya dengan rumuskuadrat. Nilai terkecil dari konstanta kesetimbangan Ka memberitahu kita bahwa tidak banyakasam asli yangmengionisasi. Jadi kita dapat mengasumsikan bahwa x> Ka2 dan yang tidak mengandung elektrolit lainnya, konsentrasi anion yangdihasilkan pada langkah ionisasi kedua selalu sama untuk Ka2. Untuk langkah ketiga, kita menggunakan [H3O+] darilangkah pertama dan [HPO42-] dari langkah kedua.Misalkan z mol/L HPO42- yang mengionisasi, maka z = [H3O]3rd = [PO43-].HPO4 + H2O 34H3OPO43(6.2 108z) M (2.4 102z) M z Mdari langkah 2 dan 3 dari langkah 1 dari langkah 33.6 1013 Ka3z M9.3 1019M [PO43] [H3O]3rd[H3O+] ditemukan dalam tiga langkah yang dapat di ringkas,[H3O]dari langkah1 2.4 102M0.024 M[H3O]dari langkah 2 6.2 108M0.000000062 M[H3O]dari langkah3 9.3 1019M0.00000000000000000093M[H3O]total 2.4 102M 0.024 MKita melihat bahwa H3O+ dilengkapi dengan langkah kedua dan ketiga ionisasinya diabaikandibandingkan dengan yang dari langkah pertama.Anda kerjakan latihan 60.You should now work Exercise 60.Kami telah menghitung konsentrasi dari jenis yang dibentuk oleh ionisasi 0,100 M H3PO4.Konsentrasi tersebut di tuliskan dalam Tabel 18-7. Konsentrasi dari [OH-] pada 0,100 MH3PO4 disertakan. Kita dapat menghitung [H3O+] denganmenggunakan produk ion un-tuk air, [H3O+][OH-] = 1,0 x 10-14.H3PO4nonionizedhadirdalamkonsentrasi yanglebihbesardaripadajenislainpada0,100 M larutan H3PO4. Hanya jenis lain yang hadir dalam konsentrasi yang signifikanH3O+ dan H2PO4- . Pernyataan-pernyataan serupa dapat dibuat untuk asam poliprotiklemah lainnya danyang terakhir adalah mempunyai K yang sangat kecil.(2.4 102 z)(z)(6.2 108 z)[H3O][PO43][HPO42]PH larutan asam poliprotik ke-banyakan diatur oleh langkahionisasi pertama.774TABLE 18-7 Konsentrasi jenis 0.10 MH3PO4(Contoh 18-16)Jenis Konsentrasi (mol/L)H3PO47.6 10220.076H3O2.4 10220.024H2PO42.4 10220.024HPO426.2 10820.000000062OH4.2 10130.00000000000042PO439.3 10190.000000000000000000936oteo uth the oemo versoo o| Io||x Prc PDf 6d|tcr Jo remove ths ootce, vst: uuu.ceo.com/oolock.htm