l g kesetimbangan kesetimbangan kimia kimia · pdf file4 memprediksi arah reaksi dan...

1

KesetimbanganKimia

Chapter 9

Presentasi Powerpoint PengajarolehPenerbit ERLANGGADivisi Perguruan Tinggi

Kesetimbangan adalah suatu keadaan di mana tidak adaperubahan yang terlihat seiring berjalannya waktu.

Kesetimbangan kimia tercapai jika:

• Laju reaksi maju dan laju reaksi balik sama besar

• Konsentrasi reaktan dan produk tetap konstan

Kesetimbangan fisis

H2O (l)

Kesetimbangan kimia

N2O4 (g)

15.1

H2O (g)

2NO2 (g)

N2O4 (g) 2NO2 (g)

zat awal NO2 zat awal N2O4 campuran awalNO2 & N2O4

kesetimbangan

kesetimbangan

15.1

kesetimbangan

15.1

konstan

N2O4 (g) 2NO2 (g)

= 4,63 x 10-3K = [NO2]2

[N2O4]

aA + bB cC + dD

K = [C]c[D]d

[A]a[B]bPersamaan Kesetimbangan

K >> 1

K << 1

bergeser ke kanan produk bertambah

bergeser ke kiri reaktan betambah

Kesetimbangan akan

15.1

Kesetimbangan homogen berlaku untuk reaksi yang semuaspesi reaksinya memiliki fasa yang sama.

N2O4 (g) 2NO2 (g)

Kc = [NO2]2

[N2O4]Kp =

NO2P2

N2O4P

dalam kebanyakan kasus

Kc ≠ Kp

aA (g) + bB (g) cC (g) + dD (g)

15.2

Kp = Kc(RT)∆n

∆n = mol produk gas – mol reaktan gas= (c + d) – (a + b)

2

Kesetimbangan Homogen

CH3COOH (aq) + H2O (l) CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)

Kc =‘ [CH3COO-][H3O+][CH3COOH][H2O]

[H2O] = constant

Kc = [CH3COO-][H3O+]

[CH3COOH] = Kc [H2O]‘

Pada umumnya satuan untuk konstantakesetimbangan tidak dituliskan.

15.2

(Ionisasi asam asetat dalam air)Soal Latihan

Tulislah persamaan Kc and Kp untuk

2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)

CH3COOH(aq) + CH3OH(aq) CH3COOCH3(aq) + H2O(l)

Konsentrasi-konsentrasi kesetimbangan untuk reaksiantara karbon monoksida dan molekul klorin yang membentuk COCl2 (g) pada740C adalah [CO] = 0,012 M, [Cl2] = 0,054 M, dan [COCl2] = 0,14 M. Carilah konstantakesetimbangan Kc dan Kp.

CO (g) + Cl2 (g) COCl2 (g)

Kc = [COCl2]

[CO][Cl2]=

0,140,012 x 0,054

= 220

Kp = Kc(RT)∆n

15.2

Konstanta kesetimbangan Kp untuk reaksi

adalah 158 pada 1000K. Berapakah tekanan kesetimba-ngan O2 jika PNO = 0,400 atm dan PNO = 0,270 atm?2

2NO2 (g) 2NO (g) + O2 (g)

15.2

Kp = 2PNO PO2

PNO2

2

PO2 = Kp

PNO2

2

PNO2

PO2 = 158 x (0,400)2/(0,270)2 = 347 atm

Kesetimbangan heterogen berlaku untuk reaksi yang reaktan-reaktan dan produk-produknya berbeda fase.

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)

Kc =‘ [CaO][CO2][CaCO3]

[CaCO3] = konstan[CaO] = konstan

Kc = [CO2] = Kc x‘ [CaCO3][CaO] Kp = PCO2

Konsentrasi padatan dan cairan murni tidak dimasukkanke dalam persamaan konstanta kesetimbangan.

15.2

PCO2 = Kp

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)

PCO2 tidak bergantung pada jumlah CaCO3 or CaO

15.2

3

Misalkan kesetimbangan ini tercapai pada 295 K:

Tekanan parsial masing-masing gas adalah 0,265 atm. Hitunglah Kp dan Kc untuk reaksi tersebut?

NH4HS (s) NH3 (g) + H2S (g)

Kp = PNH3 H2SP = 0,265 x 0,265 = 0,0702

15.2

A + B C + D

C + D E + F

A + B E + F

Kc =‘ [C][D][A][B] Kc =‘‘ [E][F]

[C][D]

[E][F][A][B]Kc =

Kc‘Kc‘‘Kc

Kc = Kc‘‘Kc‘ x

Jika suatu reaksi dapat dinyatakan sebagaijumlah dari dua atau lebih reaksi, makakontanta kesetimbangan untuk reaksitotalnya adalah hasil-kali dari konstanta-konstanta kesetimbangan dari tiap-tiapreaksi.

15.2

N2O4 (g) 2NO2 (g)

= 4,63 x 10-3K = [NO2]2

[N2O4]

2NO2 (g) N2O4 (g)

K = [N2O4][NO2]2

‘ =1K = 216

Jika persamaan suatu reaksi reversibelditulis dengan arah yang berlawanan, makakonstanta kesetimbangannya menjadikebalikan dari konstanta kesetimbanganawalnya.

15.2

Menulis Persamaan Konstanta Kesetimbangan

• Konsentrasi dari spesi-spesi reaksi dalam fasa terkondensasiM. Dalam fasa gas, konsentrasi dapat dinyatakan dalam Matau atm.

• Konsentrasi dari padatan murni, cairan murni, dan pelaruttidak dituliskan dalam persamaan konstanta kesetimbangan.

• Konstanta kesetimbangan tidak memiliki dimensi.

• Dalam menyatakan nilai konstanta kesetimbangan, kita harusmenuliskan persamaan setara beserta suhunya.

15.2

Kuosien reaksi (Qc) dapat dihitung dengan memasukkankonsentrasi awal dari reaktan dan produk ke dalampersamaan konstanta kesetimbangan (Kc).

JikaQc > Kc sistem bergeser ke kiri untuk mencapai kesetimbangan

Qc = Kc sistem berada pada kesetimbangan

Qc < Kc sistem bergeser ke kanan untuk mencapai kesetimbangan

15.3

Menulis kuosien Reaksiuntuk Reaksi Total

Soal: Gas oksigen bereaksi dengan gas nitrogen dalam mesinpembakaran internal sehingga menghasilkan nitrogen monoksida, yang kemudian akan bereaksi dengan oksigen di atmosfer sehinggamembentuk nitrogen dioksida.

(1) N2 (g) + O2 (g) 2 NO(g) Kc1 = 4,3 x 10-25

(2) 2 NO(g) + O2 (g) 2 NO2 (g) Kc2 = 6,4 x 109

(a) Perlihatkanlah bahwa Kc total untuk kedua reaksi di atas sama denganhasilkali dari Kc1 dan Kc2.(b) Hitunglah Kc untuk reaksi total.

4

Memprediksi Arah Reaksi dan MenghitungKosentrasi-konsentrasi Kesetimbangan

Soal: Dua komponen gas dapat bereaksi sesuai dengan persamaankimia berikut ini:

CH4(g) + 2 H2S(g) CS2(g) + 4 H2(g)

Dalam satu percobaan, 1,00 mol CH4, 1,00 mol CS2, 2,00 mol H2S, dan2,00 mol H2 dicampur dalam wadah 250 mL pada 960°C. pada suhu ini, Kc = 0,036. (a) Ke arah manakah reaksi bergeser? (b) Jika[CH4] = 5,56 M pada kesetimbangan, berapakah konsentrasi zat-zat yang lain?

[CH4] = = 4,00 M1,00 mol 0,250 L

[H2S] = 8,00 M, [CS2] = 4,00 Mdan [H2 ] = 8,00 M

Menghitung Kc dari Data KonsentrasiSoal: Hidrogen iodida terurai pada suhu sedang sesuai dengan reaksi dibawah ini:

Jika 4,00 mol HI dimasukkan ke dalam wadah 5,00 L pada 458°C, campuran kesetimbangannya diketahui mengandung 0,442 mol I2. Berapakah nilai Kc?

2 HI(g) H2 (g) + I2 (g)

[HI] = 0,800 M (awal)

[I2] = 0,0884 M (pada kesetimbangan)

Menentukan Konsentrasi Kesetimbangan dari Kc

Soal: Salah satu cara membuat metana adalah mereaksikan karbondisulfida dengan gas hidrogen, dan Kc pada 900°C adalah 27,8.

CS2 (g) + 4 H2 (g) CH4 (g) + 2 H2 S(g)

Pada kesetimbangan campuran reaksi dalam wadah 4,70 L mengandung0,250 mol CS2, 1,10 mol H2, dan 0,45 mol H2S, Berapakah metana yang terbentuk?

[CS2] = 0,0532 M[H2] = 0,234 M[H2S] = 0,0957 M

Menghitung Konsentrasi Kesetimbangan

1. Nyatakan konsentrasi kesetimbangan dari semua spesidalam konsentrasi awalnya dan satu variabel x, yang menyatakan perubahan konsentrasi.

2. Tulislah persamaan konsentrasi kesetimbangan dalamkonsentrasi kesetimbangannya. cari nilai konstantakesetimbangan, kemudian hitunglah nilai x.

3. Setelah mencari x, hitunglah konsentrasi dari semua spesi.

15.3

Menentukan konsentrasi kesetimbangan darikonsentrasi Awal dan Kc

Soal: Reaksi pembentukan HF dari hidrogen dan fluorin memiliki nilaiKc sebesar 115 pada suhu tertentu. Jika 3,000 mol dari masing-masingspesi dimasukkan ke dalam wadah 1,500 L, hitunglah konsentrasikesetimbangan dari masing-masing spesi.

H2 (g) + F2 (g) 2 HF(g)

Kc = = 115[HF]2

[H2] [F2]

[H2] = = 2,000 M3,000 mol

3,000 mol

3,000 mol

[F2] = = 2,000 M

[HF] = = 2,000 M1,500 L

1,500 L

1,500 L

Jika suatu tekanan eksternal diberikankepada suatu sistem yang setimbang, sistem tersebut akan menyesuaikansedemikian rupa untuk mengimbangitekanan ini ketika sistem mencapaiposisi kesetimbangan yang baru.

Asas Le Châtelier’s

• Perubahan konsentrasi

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

ditambahkanNH3

Kesetimbanganbergeser ke kiri

untukmengimbangi

tekanan15.4

5


• Perubahan konsentrasi

Perubahan Pergeseran Kesetimbangan

Menambah konsentrasi produk ke kiriMengurangi konsentrasi produk ke kanan

Mengurangi konsentrasi reaktanMenambah konsentrasi reaktan ke kanan

ke kiri14.5

aA + bB cC + dD

ditambahditambahdikurangi dikurangi

Memprediksi Pengaruh Perubahan Konsentrasiterhadap Posisi Kesetimbangan

Soal: Karbon akan bereaksi dengan air dan menghasilkan karbonmonoksida dan hidrogen, dalam reaksi yang disebut reaksi gas air yang digunakan untuk menghasilkan bahan bakar untuk industri.

C(s) + H2O (g) CO(g) + H2 (g)Apa yang terjadi terhadap:(a) [CO] jika C ditambah? (c) [H2O] jika H2 ditambah?(b) [CO] jika H2O ditambah? (d) [H2O] jika CO dikurangi?

Perubahan-perubahan di atastidak mempengaruhi Kc.

Pengaruh Perubahan Tekanan (atau Volume)

Perubahan tekanan kebanyakan melibatkan spesi dalam fasa gas karena padatan dan cairan pada dasarnya inkompresibel. Untuk gas, perubahan tekanan dapat terjadi dalam tiga cara:

Mengubah konsentrasi komponen gas

Menambahkan gas inert (gas yang tidak ikut bereaksi)

Mengubah volume wadah reaksi

Meningkatkan tekanan dengan cara memperkecil volume akanmenghasilkan reaksi bersih yang menurunkan jumlah total mol gas.MENGAPA??Kc tidak berubah.

Jika diketahui sistem kesetimbangan berikut ini.

2 PbS(s) + 3 O2(g) 2 PbO(s) + 2 SO2(g)

PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)

Prediksilah arah reaksi bersih yang terjadiapabila kita memperbesar tekanan dengan caramemperkecil volume.

Pengaruh Perubahan suhuHanya perubahan suhu yang akan mengubah nilai konstanta kesetim-bangan, dan karena itu suhu harus disertakan dalam penulisan nilai Kc.

Ketika kita menaikkan suhu, kita menambahkan kalor. Untukmemanfaatkan sebagian dari kalor ini, reaksi akan bergeser ke arahreaksi endotermik.Jika reaksinya eksotermik, menaikkan suhu akan menggeser reaksi kearah sebaliknya. (Bagaimana nilai Kc-nya?)

O2 (g) + 2 H2 (g) 2 H2O(g) + Energy = Exothermic

Menaikkan suhu akan menggeser kesetimbangan ke arahendotermik dan menurunkan suhu akan menggeserkesetimbangan ke arah eksotermik. MENGAPA??

Kenaikan suhu akan memperbesar Kc untuk sistem dengan +∆H0rxn

Kenaikan suhu akan memperkecil Kc untuk sistem dengan -∆H0rxn

Contoh Soal

Bagaimanakah pengaruh peningkatan suhuterhadap konsentrasi kesetimbangan zat-zatyang diberi garis bawah dan Kc-nya?

∆H(kJ)CaO(s) + H2O Ca(OH)2(aq) -82CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 178 SO2(g) S(s) + O2(g) 297

6

Memprediksi Pengaruh Suhu dan Tekanan

Soal: Bagaimanakah anda mengubah volume (tekanan) dan suhuDalam reaksi-rekasi di bawah ini untuk meningkatkan produk?(a) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g); Ho = 197 kJ(b) CO(g) + 2 H2 (g) CH3OH(g); Ho = -90,7 kJ(c) C(s) + CO2 (g) 2 CO(g); Ho = 172,5 kJ

Proses Haber telah digunakan dalampembuatan 110 juta ton amonia tiap tahunnya.

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)

∆H = -91,8 kJ

Bagaimanakah kondisi suhu dan tekananyang akan menghasilkan amonia secaramaksimal?

Pengaruh Suhudalam Sintesis Amonia

T (K) Kc

200 7,17 x 1015

300 2,69 x 108

400 3,94 x 104

500 1,72 x 102

600 4,53 x 100

700 2,96 x 10 -1

800 3,96 x 10 -2

Persentase Hasil Amonia vs. Suhu (°C)

dalam lima tekanan yang berbeda.


• Perubahan Volume dan Tekanan

A (g) + B (g) C (g)

Perubahan Pergeseran Kesetimbangan

memperbesar tekanan ke sisi dengan jumlah mol gas tersedikitmemperkecil tekanan ke sisi dengan jumlah mol gas terbanyak

memperkecil volumememperbesar volume ke sisi dengan jumlah mol gas terbanyak

ke sisi dengan jumlah mol gas tersedikit

15.4


• Perubahan suhu

Perubahan Reaksi Eksotermik

menaikkan suhu K turunmenurunkan suhu K naik

Reaksi Endotermik

K naikK turun

• Penambahan katalis• tidak mengubah K• tidak mengubah arah pergeseran kesetimbangan• mempercepat terjadinya kesetimbangan

15.4

7

Tanpa katalis Dengan katalis

15.4

Katalis menurunkan Ea untuk reaksi maju dan reaksi balik.

Katalis tidak mengubah konstanta kesetimbangan dan tidakmenggeser kesetimbangan.


PerubahanPergeseran

KesetimbanganPerubahan Konstanta

Kesetimbangan

Konsentrasi ya tidak

Tekanan ya tidak

Volume ya tidak

Suhu ya ya

Katalis tidak tidak

15.4

Asam dan Basa

Asam

Memiliki rasa masam; misalnya cuka mempunyai rasa dari asamasetat, dan lemon serta buah-buahan sitrun lainnya mengandungasam sitrat.

Bereaksi dg logam tertentu menghasilkan gas oksigen.

Bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat menghasilkan gaskarbon monoksida.

Asam menyebabkan perubahan warna pd zat warna tumbuhan.

2HCl (aq) + Mg (s) MgCl2 (aq) + H2 (g)

2HCl (aq) + CaCO3 (s) CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

Larutan asam dalam air menghantarkan listrik.

Asam Arrhenius adalah zat yang menghasilkan H+ (H3O+) dalam air

Basa Arrhenius adalah zat yang menghasilkan OH- dalam air

4.3

Asam Brønsted adalah donor protonBasa Brønsted adalah akseptor proton

asambasa asam basa

16.1

asambasa

konjugatbasaasam

konjugat

8

Basa konjugat dari suatu asam adalah spesi yang terbentukketika satu proton pindah dari asam tersebut.

Asam konjugat dari suatu basa adalah spesi yang terbentukketika satu proton ditambahkan ke basa tersebut.

asam + basa basa konjugat + asam konjugat

Apakah basa konjugat dari: HF, H2SO4, NH3?Apakah asam konjugat dari: O2-, SO4

2-, NH3?

Pasangan-pasangan konjugat dalamreaksi asam-basa

asam + basa basa + asam

Pasangan konjugat

Pasangan konjugat

reaksi 1 HF + H2O F– + H3O+

reaksi 2 HCOOH + CN– HCOO– + HCN

reaksi 3 NH4+ + CO3

2– NH3 + HCO3–

reaksi 4 H2PO4– + OH– HPO4

2– + H2O

reaksi 5 H2SO4 + N2H5+ HSO4

– + N2H62+

reaksi 6 HPO42– + SO3

2– PO43– + HSO3

–

Menentukan Pasangan Asam-Basa konjugatSoal: Reaksi-reaksi kimia di bawah ini penting dalam proses-proses

industri. Tentukan pasangan asam-basa konjugat.(a) HSO4

-(aq) + CN-

(aq) SO42-

(aq) + HCN(aq)

(b) ClO-(aq) + H2O(l) HClO(aq) + OH-

(aq)

(c) S2-(aq) + H2O(aq) HS-

(aq) + OH-(aq)

(d) HS-(aq) + H2O(aq) H2S(aq) + OH-

(aq)

O

H

H + O

H

H O

H

H H OH-+[ ] +

Sifat-sifat Asam-Basa Air

H2O (l) H+ (aq) + OH- (aq)

H2O + H2O H3O+ + OH-

asam basakonjugat

basa asamkonjugat

16.2

autoionisasi air

H2O (l) H+ (aq) + OH- (aq)

Konstanta Hasilkali Ion Air

Kc =[H+][OH-]

[H2O] [H2O] = konstan

Kc[H2O] = Kw = [H+][OH-]

Konstanta hasilkali ion air (Kw) adalah hasilkali antarakonsentrasi molar ion H+ dan ion OH- pada suhu tertentu.

Pada suhu 250CKw = [H+][OH-] = 1,0 x 10-14

[H+] = [OH-][H+] > [OH-][H+] < [OH-]

Larutan bersifatnetralasambasa

16.2

Berapakan konsentrasi ion OH- dalam larutan HCl yang konsentrasi hidrogennya sebesar 1,3 M?

Kw = [H+][OH-] = 1,0 x 10-14

[H+] = 1,3 M

[OH-] =Kw

[H+]1 x 10-14

1,3= = 7,7 x 10-15 M

16.2

Berapakah [H+] dalam 0,035M NaOH?

9

pH – Ukuran Keasaman

pH = -log [H+]

[H+] = [OH-][H+] > [OH-][H+] < [OH-]

Larutan bersifatnetralasambasa

[H+] = 1 x 10-7

[H+] > 1 x 10-7

[H+] < 1 x 10-7

pH = 7pH < 7pH > 7

Pada suhu 250C

pH [H+]

16.3 16.3

pOH = -log [OH-]

[H+][OH-] = Kw = 1,0 x 10-14

-log [H+] – log [OH-] = 14,00

pH + pOH = 14,00

pH air hujan di daerah tertentu di bagian timur-lautAmerika pada hari tertentu adalah 4,82. Berapakahkonsentrasi ion H+ dalam air hujan?

pH = -log [H+]

[H+] = 10-pH = 10-4,82 = 1,5 x 10-5 M

Konsentrasi ion OH- dalam sampel darah adalah 2,5 x 10-7

M. Berapakah pH sampel darah tersebut?

pH + pOH = 14,00

pOH = -log [OH-] = -log (2,5 x 10-7) = 6,60

pH = 14,00 – pOH = 14,00 – 6,60 = 7,40

16.3

Menghitung [H3O+], pH, [OH-], dan pOHSoal: Seorang kimiawan mengencerkan asam klorida pekatuntuk membuat dua larutan: (a) 3,0 M dan (b) 0,0024 M. Hitunglah [H3O+], pH, [OH-], dan pOH dari kedua larutantersebut pada suhu 25°C.

Berapakah [H3O+], [OH-], dan pOH dari suatu larutan yang memiliki pH = 3,67? dan pH = 8,05?

elektrolit kuat – 100% terdisosiasi

NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq)H2O

elektrolit lemah – tidak terdisosiasi sempurna

CH3COOH CH3COO- (aq) + H+ (aq)

Asam kuat adalah elektrolit kuat

HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq)

HNO3 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + NO3- (aq)

HClO4 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + ClO4- (aq)

H2SO4 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + HSO4- (aq)

16.4

HF (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + F- (aq)

Asam lemah adalah elektrolit lemah


HSO4- (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + SO4

2- (aq)

H2O (l) + H2O (l) H3O+ (aq) + OH- (aq)

Basa kuat adalah elektrolit kuat

NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)H2O

KOH (s) K+ (aq) + OH- (aq)H2O

Ba(OH)2 (s) Ba2+ (aq) + 2OH- (aq)H2O

16.4

10

F- (aq) + H2O (l) OH- (aq) + HF (aq)

Basa lemah adalah elektrolit lemah (NH3)

NO2- (aq) + H2O (l) OH- (aq) + HNO2 (aq)

Pasangan asam-basa konjugat:

• Jika asamnya kuat, basa konjugatnya sangat lemah.

• H3O+ adalah asam terkuat yang dapat berada di dalamlarutan berair.

• Ion OH- adalah basa terkuat yang dapat berada di dalamlarutan berair.

16.4 16.4

asam kuat asam lemah

16.4

Berapakah pH dari larutan 2 x 10-3 M HNO3?

HNO3 adalah asam kuat – 100% terdisosiasi.


pH = -log [H+] = -log [H3O+] = -log(0,002) = 2,7

Awal

Akhir

0,002 M

0,002 M 0,002 M0,0 M

0,0 M 0,0 M

Berapakah pH dari larutan 1,8 x 10-2 M Ba(OH)2?

Ba(OH)2 adalah basa kuat – 100% terdisosiasi.

Ba(OH)2 (s) Ba2+ (aq) + 2OH- (aq)Awal

Akhir

0,018 M

0,018 M 0,036 M0,0 M

0,0 M 0,0 M

pH = 14,00 – pOH = 14,00 + log(0,036) = 12,5616.4

HA (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + A- (aq)

Asam Lemah (HA) dan Konstanta Ionisasi Asam

HA (aq) H+ (aq) + A- (aq)

Ka =[H+][A-]

[HA]

Ka adalah konstanta ionisasi asam

Kakekuatan

asam lemah

16.5 16.5

11

Berapakah pH dari larutan 0,5 M HF (pada 250C)?

HF (aq) H+ (aq) + F- (aq) Ka =[H+][F-]

[HF] = 7,1 x 10-4

HF (aq) H+ (aq) + F- (aq)

Awal (M)

Perubahan (M)

Akhir (M)

0,50 0,00

-x +x

0,50 - x

0,00

+x

x x

Ka =x2

0,50 - x = 7,1 x 10-4

Ka ≈x2

0,50 = 7,1 x 10-4

0,50 – x ≈ 0,50Ka << 1

x2 = 3,55 x 10-4 x = 0,019 M

[H+] = [F-] = 0,019 M pH = -log [H+] = 1,72[HF] = 0,50 – x = 0,48 M 16.5

Kapan kita boleh menggunakan aproksimasi?

0,50 – x ≈ 0,50Ka << 1

Jika x lebih kecil daripada 5% dari konsentrasi awal.

x = 0,019 0,019 M0,50 M x 100% = 3,8%

Lebih kecil dari 5%Aproksiomasi ok.

Berapakah pH dari larutan 0,05 M HF (pada 250C)?

Ka ≈x2

0,05 = 7,1 x 10-4 x = 0,006 M

0,006 M0,05 M x 100% = 12%

Lebih dari 5%Aproksimasi tidak ok.

Harus menggunakan persamaan kuadrat atau metodependekatan berjenjang untuk mencari nilai x. 16.5

Menyelesaikan Soal-soal ionisasi asam lemah:

1. Tentukan spesi-spesi yang dapat mempengaruhi pH.

• Pada sebagian besar soal, anda dapat mengabaikanautoionisasi air.

• Abaikan [OH-] karena pH ditentukan oleh [H+].

2. Nyatakan konsentrasi kesetimbangan dari semua spesidalam konsentrasi awal dan satu variabel x.

3. Tulis Ka dalam konsentrasi-konsentrasi kesetimbangannya. Setelah mengetahui nilai Ka, kita dapat mencari x.

4. Hitunglah konsentrasi dari semua spesi dan/atau pH larutan.

16.5

Berapakah pH dari 0,122 M asam monoprotik yang nilaiKa-nya 5,7 x 10-4?


Awal (M)

Perubahan (M)

Akhir (M)

0,122 0,00

-x +x

0,122 - x

0,00

+x

x x

Ka =x2

0,122 - x= 5,7 x 10-4

Ka ≈x2

0,122 = 5,7 x 10-4

0,122 – x ≈ 0,122Ka << 1

x2 = 6,95 x 10-5 x = 0,0083 M

0,0083 M0,122 M x 100% = 6,8%

Lebih dari 5%Aproksimasi tidak ok.

16.5

Ka =x2

0,122 - x= 5,7 x 10-4 x2 + 0,00057x – 6,95 x 10-5 = 0

ax2 + bx + c =0 -b ± b2 – 4ac√2ax =

x = 0,0081 x = - 0,0081


Awal (M)

Perubahan (M)

Akhir (M)

0,122 0.00

-x +x

0,122 - x

0,00

+x

x x

[H+] = x = 0,0081 M pH = -log[H+] = 2,09

16.5

persen ionisasi = konsentrasi asam Ionisasi pada kesetimbangankonsentrasi awal asam

x 100%

Untuk asam monoprotik HA

Persen ionisasi = [H+]

[HA]0x 100% [HA]0 = konsentrasi awal

16.5

12

16.8

NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)

Basa Lemah dan Konstanta Ionisasi Basa

Kb =[NH4

+][OH-][NH3]

Kb adalah konstanta ionisasi basa

Kbkekuatan

basa lemah

16.6

Selesaikan soal-soal basa lemah sepertiasam lemah namun di sini kita mencari[OH-] bukan [H+].

Konstanta disosiasi-basa Kb mengacu pada kesetim-bangan yang terjadi ketika basa lemah ditambahkanke dalam air.

Amonia dan amina adalah molekul-molekul yang paling umum yang bertindak sebagai basa lemah.

Sebagian besar anion bertindak sebagai basalemah.

16.6

Menentukan pH dari Kb dan [B] awal

Soal: Amonia adalah zat pembersih yang paling umum digunakandalam rumah tangga dan termasuk basa lemah, dengan Kb = 1,8 x 10-5. Berapakah pH dari larutan 1,5 M NH3?

16.7

Konstanta Ionisasi Pasangan Asam-Basa Konjugat


A- (aq) + H2O (l) OH- (aq) + HA (aq)

Ka

Kb

H2O (l) H+ (aq) + OH- (aq) Kw

KaKb = Kw

Asam Lemah dan Basa Konjugatnya

Ka = Kw

KbKb =

Kw

Ka

13

Semua anion dapat bekerjasebagai basa lemah kecualianion yang merupakanbasa konjugat dari asam kuat.

Menentukan pH suatu Larutan GaramSoal: Natrium sianida dalam air dapat menghasilkan larutan basa. Berapakah pH dalam larutan 0,25 M NaCN?

Ka HCN = 4,9 x 10-10

Petunjuk: Kita harus mencari pH larutan dari ion sianida, CN -, yang bertindak sebagai basa dalam air.

Reaksi antara anion atau kation suatu garam, ataukeduanya, dengan air disebut hidrolisis garam. Hidolisis mempengaruhi pH larutan garam.

Kation: Semua kation akan menghasilkan asamdalam air kecuali kation dari golongan 1 dan 2.

Anion:Beberapa bersifat asam HSO4

-

Anion yg merupakan basa konjugat dari asam kuatbersifat netral. (Cl-, NO3

-, …)Yang lainnya bersifat basa.

Sifat-sifat Asam-Basa dari GaramLarutan Asam:

Dengan mudah kita dapat mengetahui garam sepertiNH4Cl dapat menghasilkan larutan asam.

NH4Cl (s) NH4+ (aq) + Cl- (aq)H2O

NH4+ (aq) NH3 (aq) + H+ (aq)

Bagaimanakah garam seperti Al(NO3)3, CrCl3, or FeBr3menghasilkan larutan asam?

Al(H2O)6 (aq) Al(OH)(H2O)5 (aq) + H+ (aq)3+ 2+

16.9

Hidrolisis Asam Al3+

16.9

Asam Arrhenius adalah zat yang menghasilkan H+ (H3O+) dalam air

Asam Brønsted adalah donor proton

Asam Lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron

Basa Lewis adalah zat yang dapat memberikan sepasang elektron

Definisi Asam

H+ H O H••••

+ OH-••••••

asam basa

N H••

H

H

H+ +

asam basa 16.10

N H

H

H

H+

14

Asam dan Basa Lewis

N H••

H

H

asam basa

F B

F

F

+ F B

F

F

N H

H

H

Tidak ada proton yang diterima atau diberikan!

16.10

l g kesetimbangan kesetimbangan kimia kimia · pdf file4 memprediksi arah reaksi dan...

Documents