K E S E T I M B A N G A NASAM - BASATEORI ASAM BASAPERHITUNGAN pH3. FRAKSI ASAM / BASA LEMAH

1. TEORI KLASIK : ASAM : Zat terlarut + lakmus biru merah BASA : Zat terlarut + lakmus merah biru

Lakmus : indicator, yang bila diserapkan pada kertas saring kertas lakmusLarutan indicator : larutan fenolftalein (pp) , merah/jingga metilKertas indicator : misalnya lakmus merah, lakmus biruKertas pH : kertas saring yang telah diserapi dengan indicator , misalnya merah kongoKertas indicator universal : kertas saring yang telah diserapi campuran beberapa indicator tertentu dengan perbandingkan yang tertentu pula sehingga tiap pH mempunyai warna bedapH meter : alat untuk mengukur pH suatu larutan

2. TEORI ARRHENIUS :

ASAM : Zat + H20 H+ atau H3O+BASA : Zat + H20 OH- CH3COOH + H20 H30+ + CH3COO- (asam) Kekurangan dari konsep Arrhenius adalah :* Hubungan asam dan basa dalam reaksi tidak nampak * Reaksi berlangsung dalam pelarut air

TEORI BRONSTED - LOWRY :

berdasarkan pelepasan proton H+ HA + H20 H30+ + AAsam basa konyugasi kurang satu H+ dari HA (asamnya)

HAc + H20 H30+ + Ac-asam basa konyugasi

Catatan : dalam reaksi kesetimbangan, protolit kuat tak ditulis.

NH4Cl dalam air NH4+ ( Cl- : protolit kuat (asam) NaAc Ac- ( Na+: protolit kuat (basa)

Contoh : kesetimbangan larutan garam basa lemah asam kuat : NH4Cl atau basa kuat asam lemah : NaAc

NH4+ + H20 ==== NH3 + H30+ asam basa konyugasi (satu H+ kurangnya dari asam NH4+)Ac- + H20 ==== HAc + OH- basa asam konyugasi (satu H+ lebih dari basa Ac-)

4. TEORI G.N. LEWIS :

ASAM : penerima pasangan electron sunyi (electron acceptor)BASA : pemberi pasangan electron sunyi (electron donor)

NH3 + H+ ==== NH4+ (pemberi pasangan electron) senyawa koordinasi (penerima pasangan elektron)

KESETIMBANGAN ASAM BASA :

HAc + H20 ==== H30+ + Ac- K = (H30+) (Ac-) / (HAc) (H20) tetapan kesetimbangan K (H20) = (H30+) (Ac-) / (HAc)

Ka = (H30+) (Ac-) / (HAc) tetapan kesetimbangan asamContoh : Ka HAc = 1.8 x 10- 5 pKa = - log 1.8 x10- 5 = 4.74

DISOSIASI : = alfa = kons. Zat terionisai / kons. Zat awalMis. Kons. Awal HAc = 0.01M HAc + H20 ==== H30+ + Ac- HAc terurai : x (0.01 x) x x Ka = (H30+) (Ac-) / (HAc) = (x) (x) / (0.01-x) = 1.8 x 10- 5x = 1.8 x 10- 7 = 4.24 x 10- 4 (x diabaikan terhadap 0.1, asalkan tidak menimbulkan pengurangan hasil ketelitian perhitungan, Misalnya : 1 terhadap 100 dapat dilakukan pengabaian) Pada contoh diatas : 4.24 x 10- 4 diabaikan terhadap 0.01

= alfa = 4.24 x 10- 4 / (0.01 4.24 x 10- 4) = 4.24 x 10- 2 = 0.0424 atau 4.24 % = dissosiasi

DISOSIASI AIR :

2 H20 ==== H30+ + 0H- K = (H30+) (0H-) / (H20)2 K (H20)2 = (H30+) (0H-) Kw = tetapan kesetimbangan air Kw = 1.0 x 10-14 oto protolisa, harga dipengaruhi oleh suhu / panas cairan

KEKUATAN ASAM BASA

1. KEKUATAN RIEL : ditentukan keasaman atau pH dari larutan dalam air pH = - log (H30+) atau exponen H+2. KEKUATAN POTENSIEL : jumlah seluruh H+ yang dapat dihasilkan oleh larutan = jumlah grek (tidak tergantung asam kuat atau lemah, tetapi pada ekivalensi atau valensinya)

Misalnya : HAc 0.01M dan HCl 0.01M kekuatan asam riel : HCl > HAc (dilihat dari sisi konsentrasi H+ yang ada) kekuatan asam potensial : sama, dua-duanya dapat memberikan 0.01 grek

H2S04 0.1M dan HCl 0.1M kekuatan asam riel : H2S04 (H+ = 2 x 0.1) > HCl (H+ = 0.1) kekuatan asam potensiel : H2S04 (H+ = 2 x 0.1grek) > HCl (H+ = 0.1 grek)

H3P04 0.03M dan HCl 0.03M kekuatan asam riel : H3P04 (asam lemah: H+= 3 x < 0.03) bisa < atau > HCl (asam kuat, H+ = 0.03) kekuatan asam potensiel : H3P04 (H+= 3 x 0,03 grek) > HCl (H+ = 0,03 grek)

H3P04 0.01M dan HAc 0.01M kekuatan asam riel : H3P04 > HAc (Ka1 H3P04 > Ka HAc) kekuatan asam potensiel : H3P04 ( H+ = 3 x 0.01 grek) > HAc ( H+ = 0.01 grek)

PERHITUNGAN pH1. ASAM KUAT : pH = - log (H+) = p C C : konsentrasi dalam MHCl 0.1M : C = 0.1M pH = - log 0.1 = 1H2S04 0.01M : C = 2 x 0.01 pH = - log ( 2 x 0.01 ) = - log 0.02 = 1.70

BASA KUAT : pOH = - log [OH-] pH = 14 - pOHNaOH 0.01M pOH = - log 0.01 = 2 pH = 14 pOH = 14 2 = 12

2. ASAM LEMAH : pH = (pKa + pC)

a. HAc 0.01M dengan pKa = 4.74 pH = ( pKa + pC ) = [4.4 + (- log 0.01) ] = x (4.74 + 2) = 3.37

b. NH4Cl 0.05M dimana pKb NH3 = 4.70 NH4Cl NH4+ + Cl- dimana : Cl- protolit kuatpH = (pKa + pC) = (14 pKb + pC) = (14 4.70 + 1.3) = 5.30

c. H2C03 0.01M dng pKa1 = 6.37 & pKa2 = 10.25 pH = (pKa1 + pC) = (6.37 + 2) = 4.185

BASA LEMAH : pOH = (pKb + pC)a. NH40H 0.1M dengan pKb = 4.70p0H = (4.70 + 1) = 2.85 pH = 11.15

b. NaAc 0.02M dimana pKa HAc = 4.74NaAc Ac- + Na+ (protolit kuat) Ac- + H20 === HAc + 0H- larutan basap0H = (pKb + pC) dimana pKa + pKb = 14 = {(14 4.74 ) + 1.70 } = 5.48 pH = 14 5.48 = 8.52.

c. Na2C03 0.1M p0H = (pKb-C03= + pC) = {(14 10.25) + 1} = 2.375 pH = 11.625

GARAM (asam lemah basa lemah) : pH = ( pKa- Kt.+ + pKw - pKb- An.-) NH4Ac :pH = ( pKa- NH4+ + pKw - pKb-Ac-) = [(14 4.70) + 14 (14 4.24)] = 6.77

(NH4)2HPO4 : pH = (pKa-NH4+ + 14 pKb-HP04=) = {(14 4.70) + 14 (14 7.21)} = 8.255

GARAM AMFOTER : (pKa1 + pKa2) atau (pKa2 + pKa3)NaHC03 0.05M pH = (pKa1 + pKa2) = (6.37 + 10.25) = 8.31garam antara (amfoter) Na+ dan CO3= adalah : NaHCO3 (I) NaHCO3 merupakan turunan pertama pKa1

Na2HP04 0.02M pH = (pKa2 + pKa3) = (7.21 + 12.67) = 9.94 garam antara (amfoter) Na+ dan PO43- adalah : NaH2PO4 (1), dan Na2HPO4 (2) Na2HPO4 merupakan turunan kedua pKa2

Catatan: dari rumus pH yang digunakan maka konsentrasi larutan tidak berpengaruh

GARAM AMFOTER : (pKa1 + pKa2) atau (pKa2 + pKa3)

KESETIMBANGAN ASAM POLYVALENH3P04 + H20 == H2P04- + H30+ dng Ka1 = 7.51x10-3

H2P04- + H20 == HP04= + H30+ Ka2 = 6.23X10-8

HP04= + H20 == P04-3 + H30+ Ka3 = 2.20X10-13

C =[H3P04] + [H2P04-] + [HP04=] + [P04-3] mis. C = 0.1M

Reaksi tahap I :

Ka1 = [H2P04-] [H30+] / [H3P04] atau (X) (X) / (0.1-X)

X2 + 7.51x10-2X 7.51x10-4 = 0 X = 2.39x10-2 [fraksi H2P04-]

Reaksi tahap II :Ka2 = [HP04=] [H30+] / [H2P04-) atau 6.23x10-8 = (2.39x10-2 +Y) (Y) / (2.39x10-2 Y) Y = 6.23 x 10-8 [fraksi HP04=]

Reaksi tahap III :Ka3 = [P04-3] [H30+] / [HP04=] atau 2.20 x 10-13 = (2.39x10-2 + Z) (Z) / (6.23x10-8 Z)Z = 5.73 x 10-19 [fraksi P043-]

[fraksi H3P04]= C H2P04- - HP04= - P04-3

Catatan : - asam lemah polyvalen H3P04 0.1M diatas terdissosiasi / ionisasi menjadi fraksi-fraksi :

[H3P04] = 0.1 2.39 x10-2 = 7.61 x 10-2 [H2P04-] = 2.39 x 10-2 [HP04=] = 6.23 x 10-8 [P04-3] = 5.73 x 10-19

PERHITUNGAN FRAKSI ASAM LEMAHASAM LEMAH MONOVALEN HA + H20 == H30+ + A- dengan Ka = [H30+] [A-]/ [HA] C = [HA] + [A-] Ka [HA] = [H30+] [A-] Ka [HA] = [H30+] [ C HA] Ka [HA] + [H30+] [HA] = C [H30+] [HA] = C [H30+] / (Ka + H30+) Ka [ C A-] = [H30+] [A-] [A-] = C Ka / (Ka + H30+)

kedua fraksi diatas : [HA] dan [A-] : mempunyai penyebut yang sama , yaitu : (Ka + H3O+)

2. ASAM LEMAH VALENSI DUA H2A + H20 == H30++ HA- dg Ka1 = [H30+] [HA-]/[H2A]HA- + H20 == H30+ + A= Ka2 = [H30+] [A=]/[HA-] C = [H2A] + [HA-] + [A=] Ka1.[H2A] = [H30+] [HA-] = [H30+] {C [H2A] [A=]} [HA-] = Ka1. [H2A] / [H30+][A=] = Ka2. [HA-] / [H30+]

[A=] = Ka2. Ka1.[H2A] [H30+] [H30+]Ka1. [H2A] = [H30+] { C [H2A]} Ka2.Ka1.[H2A] } [H30+]2

[H2A] = C. [H30+]2 / { Ka1.Ka2 + Ka1. [H30+] + [H30+]2 }

[HA] = Ka1. [H2A] / [H30+] = Ka1. C.[H30+] / {Ka1.Ka2 + Ka1[H30+] + [H30+]2 } [HA] = C.Ka1.[H30+] / {Ka1.Ka2 + Ka1.[H30+] + [H30+]2}

[A] = Ka2. [HA] / [H30+] = Ka2. C.Ka1.[H30+] / {[H30+] [Ka1.Ka2 + Ka1.[H30+] + [H30+]2} [A] = C. Ka1. Ka2 /{ Ka1. Ka2 + Ka1. [H30+] + [H30+]2 }

Penyebut dari fraksi : [H2A], [HA], dan [A] adalah sama, yaitu : Ka1.Ka2 + Ka1.[H3O+] + [H3O+]2

3. ASAM LEMAH VALENSI TIGA [H3A] = C.[H30+]3 / { Ka1.Ka2.Ka3 + Ka1.Ka2.[H30+] + Ka1.[H30+]2 + [H30+]3} [H2A] = C.[H30+]2.Ka1 / { Ka1.Ka2.Ka3 + Ka1.Ka2.[H30+] + Ka1.[H30+]2 + [H30+]3}

[HA] = C.[H30+].Ka1.Ka2 / {Ka1.Ka2.Ka3 + Ka1.Ka2.[H30+] + Ka1.[H30+]2 + [H30+]3} [A] = C.Ka1.Ka2.Ka3 / [Ka1.Ka2.Ka3 + Ka1.Ka2.[H30+] + Ka1.[H30+]2 + [H30+]3}

CONTOH PERHITUNGAN pH10 ml Na0H 0.15M + 5 ml H3P04 0.05M + 85 ml air Na0H + H3P04 NaH2P04 + Na0H Na2HP04 + Na0H 1.5 mgrl 0.25 0.25 1.25 0.25 1.0 Na3P04 + Na0H (sisa) 0.25 0.75Larutan dari basa lemah dan basa kuat p0H ditentukan oleh Jumlah konsentrasi . 0H- yang berasal dari basa lemah dan basa kuat.

Basa lemah : Na3P04 = 0.25 mgrl = 0.25 / (10 + 5 + 85) = 0.0025Mp0H = (pKb-P043- + pC) = ( 14 - 12.67 + 2.6) = 1.965 (0H-) = 10-1.965 = 0.0107Basa kuat : Na0H = 0.75 / (10 + 5 + 85) = 0.0075M (0H-) = 0.0075

Total (0H-) = 0.0107 + 0.0075 = 0.0182 p0H = 1.74 pH = 14 1.74 = 12.26

Catatan : Larutan dari campuran basa lemah dan basa kuat p0H di tentukan hanya oleh basa kuatnya saja, bilamana 0H- yang berasal dari basa lemah dapat diabaikan terhadap 0H- dari basa kuat tanpa menimbulkan ketidak telitian perhitungan. Pada contoh diatas tentunya tak dapat dilakukan pengabaian sebab 0H- yang berasal dari basa lemah (0.0107M) yang justru > dari 0H- yang berasal dari basa kuatnya (0.0075M) .

10 ml Na0H 0.15M + 5 ml H3P04 0.15M + 85 ml air

Na0H + H3P04 NaH2P04 + Na0H (sisa) Na2HP04 (ekivalen, tak ada sisa)1.5 mgrl 0.75 0.75 mgrl 0.75 0.75 mgrl pH dari larutan garam amfoter atau protolit antara (HP04=) yang ke dua dari asam H3P04= (pKa2 + pKa3) = (7.21 + 12.67) = 9.94 Catatan : H3P04 mempunyai protolit antara : H2P04- pH = (pKa1 + pKa2) HP04= pH = (pKa2 + pKa3)

10 ml Na0H 0.15M + 10 ml H3P04 0.08M + 80 ml air

Na0H + H3P04 NaH2P04 + Na0H (sisa) Na2HP04 & sisa NaH2P04 1.5 mgrl 0.8 0.8 0.7 0.7 mgrl 0.1 mgrl pH dari campuran : Na2HP04 dan NaH2P04 larutan dapar pH = pKa H2P04- + log [HP04=] / [H2P04-] (basa konyugasinya) ( asam ) = 7.21 + log (0.7) / (0.1) = 8.06

10 ml H3P04 0.05M + 20 ml NH40H 0.05M + 70 ml airH3P04 + NH40H (NH4)H2P04 + NH40H (NH4)2HP040.5 mgrl 1.0 0.5 mgrl 0.5 0.5 mgrlpH dari garam asam lemah basa lemah = (pKa-NH4+ + 14 pKb-HP04=) = [ (14 4.75) + 14 (14 7.21) ] = 8.23

10 ml HCl 0.15M + 5 ml NaAc 0.05M + 35 ml air

HCl + NaAc HAc dan HCl (sisa) tak bereaksi lagi1.5 mgrl 0.25 0.25 mgrl 1.25 mgrl

pH dari larutan asam lemah dan asam kuat = log (H+) total yang berasal dari asam lemah dan asam kuat

HAc 0.25 mgrl = 0.25 / 50 = 0.005M pH = (pKa + pC) = ( 4.74 + 2.30) = 3.52 [H+] = 0.0003HCl 1.25 mgrl = 1.25 / 50 = 0.025M H+] = 0.025 (asam kuat)

[H+ ] total = 0.0003 + 0.025 = 0.0253 pH = 1.60 atau Bila [ H+ ] dari HAc (asam lemah) diabaikan [ H+ ] = 0.025M pH = - log 0.025 = 1.60

Sekian Terima kasih