Hubungan pka dan pH

)()(

)(

)(

)(

)()(

)()(

log

loglog)log(

)(

HAA

A

HA

A

HAKaHA

AH

pKapH

KaH

HKa

(persamaan Handerson – Hasselbach untuk asam garam konyugat)

Persamaan dapar untuk asam dan garamnya

Contoh :

· HAC pKa = 4, 75 0,1 M

molekul HAC dan ion Ac- membentuk sistem dapar dengan pH : 4,75

pH = 4,75 + log 0,05/0,05 = 4,75

pada pH = pka bentuk tak terionkan 50 % yang terion 50 %

Dapar untuk basa lemah dan garamnya

(OH-) = Kb

pOH = pKb + log

pH = pKW - pOH

pH = pKw – pKb + log

)(

)(

garam

basa

konjugatasam

basa_

)(

)(

garam

basa

pH dapar tidak akan tercapai jika konsentrasi asam / basa lemah sangat kecil

Soal : Sistem keseimbangan Efedrin basa dan Efedrin HCl 0,1 M Efedrin + 0,01 M efedrin HCl, pkb = 4,64 Berapa pH larutan ?

Jawab : pH = pKw – pKb + log

= 14 – 4,64 + log)(

)(

garam

basa

36,8)01,0()1,0(

Soal : Larutan terdiri : 0,1 MHAc + 0,1 M NaOH dengan volume sbb : (pka = 4,75)

0,1 M HAc (ml) : 50 40 30 25 20 10

0,1 M NaOH (ml) : 0 10 20 25 30 40

Hitung pH dari masing-masing campuran tersebut ?

· Kondisi Hidrolisa

HAc + NaOH ⇋ NaAc + H2O

25 0,1M 25 0,1 M

)(

)())(

Ac

HHAc

KaKwKb

)()()()( 2 AcOHAcOH KaKw

KaKw

pOH = ½ (pKw + ½ pKa + ½ log (Ac-)

pH = ½ pKw + ½ pKa + ½ log (garam)

= ½ (pKw + pKa + log [garam])

Contoh :Senyawa asam HA (pka = 7,0) Ka = 10-7 membentuk sistem dapar HA dan A-

· Untuk larutan yang tidak didapar : larutan NaCl 1,00 M , 1 liter dengan pH = 7,0, kedalam larutan tersebut ditambah 100 ml HCl 1,0 x 10-2 MHitung pH dari kedua larutan tersebut ?

Jawab :Vol akhir = 100 ml + 100 ml(H+) x vol = (H+)0 x vol0

(H+) x 1100 = 1. 10-2 x 100(H+) = 9.09 . 10-4 pH = 3,4 pH = 7.0 – 3,4 = 3,6Lar. NaCl mula-mula pH ; 7 dengan penambahan HCl 0,1 N pH =3,4

Untuk sistem dapar :Asam (HA) dengan konsentrasi = 1,00 M (pH = 7,0)pKa = 7,0, Vol = 1 liter pH = pka + log

)(

)(

HA

A

7log7 5,05,0 pH

Jika sistem dapar (HA) = (A-), ditambah 100 ml HCl 10-2 M

Hitung perubahan pH yang terjadi ?

Dengan penambahan 100 ml HCl 10-2 M, sebanyak 1,0 . 10-3 mol A- dirubah menjadi HA sistem keseimbangan

1100/501,01100/499,0

)(

)(

log0.7

log

pH

pkapH HA

A

pH = 7.00 – 0,002 = 6,998

Sistem ditambah 100 ml HCl 0,01 M pH 6,998

pH = 7.00 – 6,998 = 0,002

III. FAKTOR YANG BERPENGARUH PADA pH DAPAR

1. pengenceran

Sistem dapar (HA) = (A-) = 0,05 M sebanyak 1 liter kemudian

ditambah 100 ml HCl 0,1 x 10-2 M . Hitung pH larutan ?

)051,0(

)049,0(

)(

)(

log0.7

log

pH

pkapH HA

A

051,0001,005,0)(

049,0001,005,0)(

HA

A

017,0983,6017,00.7 pHpH

Kemudian diencerkan 10 x nya : konsentrasi dapar = 0,01 M Kemudian ditambah 100 ml HCl 1,0 x 10-2 M. Hitung pH ?

179,0.821,6179,00.7

log0.7

006,0001,0005,0)(

004,0001,0005,0)(

006,0004,0

pHpH

pH

HA

A

2. Penambahan garam Netral berpengaruh pada kekuatan ionik.

Contoh : NaCl untuk mencapai kondisi isotonis

3. Temperatur

Koefisien temperatur pergeseran pH

4. Koefisien aktivitas ()

Larutan dapar larutan ideal ?

konsentrasi kecil, kondisi ~ larutan ideal

konsentrasi besar, dipengaruhi aktivitas zat (a) yang menentukan terbentuknya pH.

Jadi konsentrasi ≠ aktivitas, tapi pada konsentrasi kecil ~ larutan ideal

ikonsentrasaktivitasKa HA

AH

)(

)()( Larutan Ideal :

Larutan non ideal :HA

AH

a

aa

Ka

aH+ = aktivitas ion H+

pers. dapar :)()(

)( loglog

AHA

ApkapH

Dengan asumsi HA = 1 (tidak terionisasi)

)(

)()(

)(.

A

HAKa

HHA

Aa

A

AH aKa

Perbedaan konsentrasi dengan aktivitas dipengaruhi oleh koefisien aktivitas ()

a = . M

)(

)().(

)(

)()(.

HA

AH

HA

AH

HA

AH

HA

AHKa g

gg

g

gg --

++

-+-+ =´=

5. Koefisien aktivitas () dan kekuatan ionik ()

Log A- diketahui dengan pers. DEBEY – HUCKEL, bila kekuatan

ioniknya () diketahui,

a) Larutan encer ( < 0,02)

= koef. aktivitas, A = 0,51 faktor yang tergantung pada temperatur dan konstanta dielektrik media

Contoh :

Hitung koefisien aktivitas 0,005 Atropin sulfat pada suhu 250C elektrolit unibivalen ( 1 : 2 )

< 0,02, z1 x z2 = 1 x 2 = 2 A = 0,51

Log + = -0,51 x z2 √

21zALog

A

b) Konsentrasi larutan lebihbesar 0,1≃

a, b ≃ 1

Dengan : a = diameter rata-rata ion efektif 0,3 . 10≃ -4

b = konsentrasi yang dipengaruhi sifat solven dan temperatur 0,3. 10≃ -8

1

zzALog

ba

zzALog

,1

c) Konsentrasi yang lebih besar ( > 0,1 )

CLog

ea

zAe

,1

1

zzALog

76,009,01

09,0151,0

Log

C = term empiris

Contoh : Hitung koefisien aktivitas fenobarbital–Na 0,004 M (250C) dan kekuatan ioniknya dijadikan 0,09 dengan penambahan NaCl

Jawab :

Fenobarbital elektrolit uni univalen z+ z- = 1x1 =1

d) Persamaan dapar untuk konsentrasi sedang ( ≃ 0,1)

):(log1

)(

)()( 1 ionisasitahapnpkap nzA

HAAH

)(log1

51,0

)()( univalenionpkap

zz

HAAH

Untuk dapar dengan asam polibasik, pers dapat ditulis

Soal :

Suatu dapar berisi 0,05 M HAc dan 0,1 M NaAc pka = 4,76. Bila kekuatan ionik dalam larutan tersebut 0,10, maka berapakah ?

a. pH larutan tanpa memperhatikan kekuatan ionik

b. pH larutan dengan memperhatikan kekuatan ionik ()

· Kekuatan ionik = Ionik strength () – larutan encer

- non elektrolit konsentrasi = aktivitas

- elektrolit konsentrasi = aktivitas

Karena sedikitnya ion di dalam larutan kekuatan daya elektrostatik dapat diabaikan. Perlu penggunaan aktivitas sebagai ganti konsentrasi.

Koef aktivitas () ; aktivitas (a) diperoleh dari pers. Debey – Huckel, bila kekuatan ionik diketahui

Ci : kons. ion dalam molar

Zi : Valensi ion

: kekuatan ion

Kekuatan ionik konstribusi ion dan daya elektrostatik dalam larutan tergantung pada jumlah muatan ion. Ion bivalen ≠ 2 ion univalen = 4 ion univalen

2

21

iii

zc

Contoh :

dapar : 0,3 M K2HPO4

0,1 M KH2 PO4hitung ?

Jawab : K2HPO4 ⇋ 2 k+ + HPO42-

0,3 0,6 0,3

KH2PO4 ⇋ k+ + H2 PO4-

0,1 0,1 0,1

(K+) = 0,6 + 0,1 = 0,7

(HPO42) = 0,3

(H2PO4-) = 0,1

= ½ (0,7 x 12 + 0,3 x 22 + 0,1 x 12) = 1