Kesetimbangan ion dalam Asam dan Basa

Kesetimbangan iondalam

Asam dan Basa

Senyawa paling banyak diproduksi

• Sulfuric acid = H2SO4 = Asam sulfat

• Hydrochloric acid = HCl = Asam Klorida• Nitric acid = HNO3 = Asam Nitrat

• Sodium Hydroxide = NaOH = Basa Natrium hidroksida

• Calcium hydroxide = Ca(OH)2 = Basa Kalsium hidroksida

• Ammonia = NH3 = bakal Basa NH4OH

Akan ada soal test

• Saya titipkan file• http://bambangtriatma.wikispaces.com

Indikator

• Vinegar (cuka) = bersifat asam• Lemon juice (air jeruk) = bersifat asam• Air teh = cenderung basa• Sari jeruk mengubah sifat basa air teh• Buktinya warna air teh dari coklat menjadi

kuning

• Senyawa spt dalam teh yang bisa berubah dari coklat menjadi kuning, ketika terjadi perubahan ke-asam/basa-an, bisa disebut sebagai indikator

• Indikator menjadi penanda bahwa telah terjadi perubahan kimia dalam larutan

• Indikator sintetis: phenolphtalein, methylene blue, bromokresol, dll.

Contoh asam yang populer

• Cuka = larutan yang mengandung acetic acid = CH3COOH = HC2H3O2 = asam cuka

Sifat Asam

• Dalam air melepaskan ion H+• CH3COOH CH3COO- + H+

• Asam + Logam Garam + Hidrogen• CH3COOH + Mg (CH3COO)2Mg + H2

• Sifat mampu melepaskan Hidrogen ini yang mendasari sifat asam

• Asam mengubah kertas litmus menjadi merah

Citric acid = Asam Sitrat

• Air jeruk = larutan mengandung citric acid = H3C6H5O7= asam sitrat

Sifat Basa

• Dalam air melepaskan ion OH-• NaOH Na+ + OH-

• Basa + Asam Garam + Air• NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O

Teori awal Asam Basa

• Tahun 1800-an awal: tiap molekul asam mengandung minimal satu atom H.

• Th 1887 Svante Arrhenius (Bapak teori ionisasi): atom H berhubungan dengan sifat keasaman. Asam = donor H+

• HCl Cl- + H+

• CH3COOH CH3COO- + H+ (dalam H2O)

• CH3COOH CH3COO- + H3O+

Listrik

Pelarut = Benzene = C6H6 Nonelectrolyte

Walau Terlarut CH3COOH maupun HCl

Listrik

Pelarut = Air Larutan ion dalam air = electrolyte

Terlarut 0,5 M CH3COOH Asam Lemah

Listrik

Pelarut = Air Larutan ion dalam air = electrolyte

Terlarut 0,5 M HClAsam Kuat

Asam sbg elektrolit

• HCl Cl- + H+

• HCl dalam H2O (air) = strong electrolyte

• CH3COOH CH3COO- + H+

• CH3COOH dalam H2O (air) = weak electrolyte

• HCl dalam C6H6 (benzene) = non electrolyte

Basa sebagai elektrolit

• NaOH Na+ + OH-

• NaOH dalam H2O (air) = strong electrolyte

• NH4OH NH4+ + OH-

• NH4OH dalam H2O (air) = weak electrolyte

• NH4OH dalam C6H6 (benzene) = non electrolyte

Konsep Asam dan Basa

• Svante Arrhenius (1887): Asam = pemberi H+

Basa = penerima H+

• Gilbert N. Lewis (1916):Asam mendapatkan muatan –Basa mendapatkan muatan +

• Johannes N. Bronsted & Thomas M. Lowry (1923): Asam = pemberi protonBasa = penerima proton

• Arrhenius: HCl asam• Lewis: HCl juga asam• Bronsted & Lowry: HCl = juga asam• Yang berbeda alasannya• Saling melengkapi

Konstanta Ionisasi : Asam (Ka) dan Basa (Kb)

• HCl H+ + Cl-

Ka =[H+] [Cl-]

[HCl] 107

• Maka HCl digolongkan Strong Acid (asam kuat)

>102

Ka Asam Lemah

• CH3COOH CH3COO- + H+

Ka =[CH3COO- ] [H+ ]

[CH3COOH ]= 1,8 x 10-5

10-8 < Ka CH3COOH < 10-3

• Maka CH3COOH digolongkan Weak Acid (asam lemah)

Strong Acid (Ka > 102)

• Perchloric acid = HClO4

• Sulfuric acid = H2SO4

• Iodide acid = Hydrogen Iodide = HI• Bromide acid = Hydrogen Bromide = HBr• Chloride acid = Hydrogen Chloride = HCl• Nitric acid = HNO3

Weak Acid (10-8 < Ka < 10-3)

• Acetic acid = CH3C00H

• Carbonic acid = H2CO3

• Hydrogen Sulfide = H2S

• Nitrous acid = HNO2

• H3PO4 , H2SO3

Ka Meningkat seiring Bilangan Oksidasi

Acid Formula Oxidation Number

Ka

Hypochlorous HClO 1+ 5 x 10-8

Chlorous HClO2 3+ 1 x 10-2

Chloric HClO3 5+ 1 x 1010

Perchloric HClO4 7+ 1 x 1011

Ka= Konstanta ionisasi asam.Catatan: Ka HCl 107

Ka Air

H2O H+ + OH-

Ka =[H+] [OH- ]

[H2O]= 1 x 10-14

Pada [H2O]=1 mole/L,Didapatkan [H+] [OH- ]= 1 x 10-14 mole/LKarena [H+] = [OH-] maka [H+] [OH-] = [H+] [H+] = [H+]2

Jadi [H+]2 = 1 x 10-14

dan [H+] = (1 x 10-14) = 1 x 10-7

dipermudah penulisannya: - log 1 x 10-7 = - log 10-7 = -(-7) = 7Maka pH air murni = 7

Kw = [H+] [OH- ] = 10-14

Kw = [H+] [H+ ] = 10-14

[H+ ]2 = 10-14

[H+ ] = 10-7

pH = -Log[H+ ] = -Log(10-7)

pH air = 7

Kesetimbangan ion-ion dalam larutan didasarkan pada Kw air ini

Selanjutnya Ka (a=acid) Air menjadi Kw (w=water)

Ka Air Kw

• Air murni terurai sebagian H+ maupun OH-

• Dalam suatu larutan ------dengan pelarut air, • ada juga ion H+ maupun OH-

• Jika [H+] > [OH-], sifat asam, pH < 7• Jika [H+] = [OH-], sifat netral, pH = 7• Jika [H+] < [OH-], sifat basa, pH > 7• Range pH• pH=1....................pH=7....................pH=14• Asam...................Netral...................Basa

pH (Power of Hydrogen)

• pH = - log [H+]• Problem:• Suatu larutan, volume 200 mL, diukur dg alat

pH-meter ternyata pH-nya = 5• Jika larutan diencerkan 10 x menjadi 2000 mL,

berapa pH-nya sekarang?

pH (Power of Hydrogen)

• pH = - log [H+]

• 5 = - log [H+]

• 5 = - (-5)

• 5 = - (log 10-5)

• Jadi [H+] = 10-5 mole/Liter

• Diencerkan 10 x,

• [H+] menjadi 10-5 x 10-1 mole/Liter • = 10-6 mole/Liter • pH sekarang = - (log 10-6) = -(-6) = 6• Pengenceran membuat pH mendekati netral

pH Asam Kuat

• Berapa pH dari larutan 0,01 M HCl?

• HCl H+ + Cl-

• Dalam air, Asam Kuat diasumsikan terdisosiasi

sepenuhnya menjadi ion-ion, maka:

• [H+] = [HCl] = 0,01 mole/L = 10-2 mole/L

• pH = -Log(10-2) = -(-2) = 2

pH Basa Kuat• Berapa pH dari larutan 0,01 M NaOH?

• NaOH Na+ + OH-

• Dalam air, Basa Kuat diasumsikan terdisosiasi

sepenuhnya menjadi ion-ion, maka:

• [OH-] = [NaH] = 0,01 mole/L = 10-2 mole/L

• Rumus kesetimbangan ion dalam air:

• Kw = [H+] [OH-] = 10-14

• [H+] (10-2) = 10-14

• [H+] = 10-14/(10-2) = 10-12

• pH = -Log(10-12) = -(-12) = 12

pH beberapa zatNama Zat pH

Gastric juice (cairan lambung) 1 – 3 (Sangat asam)

Lemons (bangsa Jeruk) 2,2 – 2,4 (Sangat asam)

Vinegar (Cuka) 2,4 – 3,4

Wine (Anggur) 2,8 – 3,8

Apples 2,9 – 3,3

Oranges (bangsa Jeruk) 3-4

Beer 4-5

Urine (air kencing) 5-8

Water saturated with CO2 (bangsa minuman Sprite) 6

Cow’s milk (susu sapi) 6,3 – 6,6

Saliva (Air liur) 6,5 – 7,5 (netral)

Blood (darah) 7,3 – 7,5

Household ammonia (NH4OH) 12 (Sangat basa)

The importance of pHPentingnya pH

• The effectiveness of enzymes depends very much on pH

• Efektivitas enzim- sangat tergantung pada pH tertentu

• Plants grow best in soil in the right pH range (slightly basic or acidic) depending on the plant

• Tanaman tumbuh baik pada kisaran pH tertentu (bisa basa maupun asam)

• The rate of deterioration of metals, stone and concrete is determined largely by pH of the water to which they are exposed

• Laju kerusakan logam, batu dan batu beton sangat ditentukan oleh air yang menerpa mereka

• Rain water has been becoming more acidic because of increasing pollution of the atmosphere by SO2, NO2, etc.

• Air hujan menjadi lebih asam karena polusi gas-gas SO2, NO2, dll.

pH Asam Lemah

• Acetic acid CH3COOH memiliki Ka 1,75 x 10-5

• Jika konsentrasinya 0,1 M, berapa pHnya?• CH3COOH CH3COO- + H+

• (0,1-y) y y

Ka =[CH3COO-] [H+ ]

[CH3COOH]= 1,75 x 10-5

Ka =(y) (y)

(0,1 – y)= 1,75 x 10-5

(y2)

(0,1 – y)= 1,75 x 10-5

y2 = 1,75 x 10-6

Karena diasumsikan y sangat kecil, maka (0,1-y) dianggap = (0,1-0) = 0,1 sehingga

y = (1,75 x 10-6) 1/2

y = (1,751/2 x 10-6/2)

-Log (y) = -Log(1,751/2 x 10-6/2)

-Log (y) = -Log1,75) ½ + (-Log10-6/2)

pH = -Log1,75½ + 3

pH = -Log1,322875656 + 3

pH = - Log1,322876 + 3

pH = - 0,121519024 + 3

pH = - 0,1 + 3

pH = 2,9

pH Basa Lemah

• Ammonia NH4OH memiliki Kb 5,65 x 10-10

• Jika konsentrasinya 0,2 M, berapa pHnya?• NH4OH NH4

+ + OH-

• (0,2-y) y y

Kb =[NH4

+ ] [OH- ]

[NH4OH]= 5,65 x 10-10

= 5,65 x 10-10

(y2)

(0,2 – y)= 5,65 x 10-10

y2 = (5,65 x 10-10) 0,2

Karena diasumsikan y sangat kecil, maka (0,2 - y) dianggap = (0,2 - 0) = 0,2 sehingga

y2 = (1,13 x 10-10)

y = (1,13 x 10-10)1/2

y = (1,13 1/2) x (10-5)

y = 1.063014581 x 10-5

[OH-] = 1.063014581 x 10-5

Karena NH4OH =Basa, maka y = [OH-]

Kw = [H+] [OH- ] = 10-14

=[H+][OH- ]

10-14

=[H+]1.063014581 x 10-5

10-14

=[H+] (1/1,063014581) x 10-14-(-5)

=[H+] (0,940720869) x 10-9)

pH = - Log(0,940720869) - Log(10-9)

pH = - (-0,026539221) + 9

pH = +0,0 + 9

pH = 9,0

Self-Test:

1.Find the pH of solution in which [H+] = 6.38 x 10-6 mol/L.2.Calculate [H+] for a solution of pH 8.373.Calculate the pH of a strong base 1.0 x 10-3 M NaOH 4.Calculate the pH of a strong base 5.0 x 10-3 M Ba(OH)2 5.Calculate the pH of a weak acid 2.0 x 10-3 M H2CO3 (Ka = 5.64 x 10-11)