Halaman
pH Larutan Asam-Basa163TUJUAN PEMBELAJARANSetelah mengikuti pembelajaran siswa dapat :1.melakukan pengujian H larutan dengan indikator,2.menjelaskan konstanta ionisasi asam dan basa (Ka dan Kb),3.menghitung konsentrasi ion H+ dan OH pada larutan asam-basa,4.menjelaskan hubungan ion H+ dengan pH larutan,5.menghitung H larutan asam-basa,6.menjelaskan trayek H indikator asam-basa.pH Larutan Asam-Basa163pH Larutan Asam-BasaBab VIIIndikator universal dan kertas lakmus digunakan untuk mengindentifikasi pHlarutan asam-basa.Sumber:Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change
164Kimia Kelas XI SMA dan MAPETA KONSEPpH Larutan Asam–BasaIndikatorUniversalIndikatorAsam BasapH = -log [H+]pOHpKw = pH + pOHTr a y e k pH[H+]Kadapat ditentukan olehmemiliki rumusdigunakan untuk menghitungbergantung padaberdasarkan rumusmemilikimemiliki
pH Larutan Asam-Basa165Dalam kehidupan sehari-hari dikenal istilah pH misalnya pH air, pH tanah, pHsabun mandi, dan pH asam lambung. pH menunjukkan derajat keasaman.HargapH larutan di antara 1–14. Harga pH bergantung pada jumlah ion H+yang terkandung di dalam larutan. Untuk mengidentifikasi pH suatu larutan dapatdigunakan alat seperti pH meter dan berbagai indikator baik yang berbentuk kertasmaupun cair.Asam dan basa sifatnya berbeda, ada yang kuat dan ada yang lemah. Apakahkekuatan asam basa mempengaruhi harga pH? Sebelum membahas penentuanpH, pada bab ini akan diuraikan dulu penentuan pH asam-basa dengan indikator,konstanta ionisasi asam dan basa untuk menghitung jumlah ion H+yang dihasilkanoleh asam dan ion OH–dari basa baik yang kuat maupun yang lemah, selanjutnyacara menentukan pH larutan, perhitungan pH larutan, macam-macam indikator,dan penerapan pH dalam kehidupan sehari-hari.A. Penentuan pH Larutan dengan IndikatorHargapH menunjukkan keasaman suatu larutan. Pengujiannya dapatdilakukan dengan menggunakan berbagai cara misalnya dengan pH-meter,indikator universal, atau macam-macam indikator asam-basa lainnya. Dilaboratorium dan sekolah, alat yang sering digunakan yaitu indikator universalpita. Perhatikan gambar alat penguji pH berikut.Indikator universal pitapH-meterIndikator universal stickGambar 7.1 Berbagai alat penguji pHBagaimana cara menguji pH? Lakukan kegiatan berikut.KEGIATAN 7.1PengujianpH dengan Indikator UniversalPada percoban ini akan ditentukan pH larutan asam, basa, dan air murnidengan menggunakan indikator universal pita.Langkah-langkah percobaan:1.Siapkan potongan-potongan kecil pita indikator universal pada plat tetes.Sumber:New Stage Chemistry
166Kimia Kelas XI SMA dan MA2.Teteskan air, larutan HCl 0,1 M, CH3COOH 0,1 M, NH30,1 M, danNaOH 0,1 M pada indikator.3.Amati warna yang terjadi pada indikator dan tentukan pH larutandengan mencocokkan warna indikator tersebut dengan skala pH padawadah pita indikator universal.Pertanyaan:1.Berapa harga pH air, larutan asam, dan basa pada percobaan?2.Apakah pH larutan asam atau basa lemah sama dengan pH asamatau basa kuat?3.Buatlah kesimpulan tentang pH larutan asam dan basa!Dari percobaan akan didapat data sebagai berikut!LarutanAirHClCH3COOHNH3(aq)NaOHKonsentrasi–0,1 M0,1 M0,1 M0,1 MpH713913Sifat larutanNetralAsam kuatAsam lemah Basa lemah Basa kuatAir murni bersifat netral, pH air = 7. HCl dan CH3COOH bersifat asam, pHasam < 7. NH3dan NaOH bersifat basa, pH basa > 7. Pada konsentrasi yangsama makin kuat sifat asam harga pH makin kecil. Untuk basa, makin kuat sifatbasa harga pH makin besar.Dari uraian di atas dapat disimpulkan:pH asam < 7, basa > 7, dan larutan netral = 7.Pada konsentrasi yang sama pH larutan asam kuat lebih kecil dari asamlemah, sedangkan pH basa kuat lebih besar dari basa lemah. Latihan 7.1Selesaikan soal-soal berikut!1.Tentukan mana yang memiliki pH lebih besar dari 7 dan yang lebih kecil dari7 dari larutan-larutan berikut.a.H2SO4c.HNO3b.KOHd.Mg(OH)22.Perkirakan mana yang memiliki pH = 7, lebih besar dari 7, dan yang lebihkecil dari 7 dari bahan-bahan berikut.a.Yoghurte.Cukab.Vitamin Cf.Air kapurc.Detergeng.Pasta gigid.Soft drinkh.Susu
pH Larutan Asam-Basa167B. Konstanta Ionisasi Asam dan BasaAsam dan basa ada yang bersifat kuat dan lemah. Asam dan basa kuat dalamair seluruh molekulnya terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan asam dan basalemah hanya sebagian kecil molekulnya terurai menjadi ion-ionnya. Berdasarkanbanyaknya asam atau basa yang terionisasi didapat harga derajat ionisasi asamatau basa.Derajat ionisasi (E) adalah harga perbandingan antara jumlah molekul zatyang terionisasi dengan jumlah molekul zat mula-mula. Nilai derajat ionisasi (E)dapat ditentukan dengan persamaan berikut.E = Jumlah mol asam terionisasiJumlah mol asam mula - mulaatauE = Jumlah mol basa terionisasiJumlah mol basa mula - mulaNilai derajat ionisasi memiliki rentang antara 0% – 100% atau bernilai antara0 hingga 1. Asam kuat dan basa kuat terionisasi sempurna dalam larutannyasehingga mempunyai derajat ionisasi, E= 1. Asam lemah dan basa lemah hanyaterionisasi sebagian kecil dalam larutannya sehingga mempunyai derajat ionisasi0 < E < 1.Penguraian asam lemah atau basa lemah menjadi ion-ionnya membentukreaksi kesetimbangan dan memiliki suatu konstanta ionisasi asam dan basa atauditulisKa dan Kb.1. Konstanta Ionisasi AirAir murni hampir tidak menghantarkan arus listrik, hanya alat pengukuranyang sangat peka yang dapat menunjukkan bahwa air murni memiliki daya hantarlistrik yang sangat kecil. Artinya hanya sebagian kecil molekul-molekul air dapatterionisasi menjadi ion H+ dan ion OH–.Persamaan ionisasi air dapat ditulis: H2O(l) H+(aq) + OH–(aq)Harga tetapan kesetimbangan air adalah:K = [][ ][]–HOHHO2K.[H2O] = [H+] [OH–]Konsentrasi H2O yang terionisasi menjadi H+dan OH–sangat kecildibandingkan dengan [H2O] mula-mula, sehingga [H2O] dapat dianggap tetap,maka harga K[H2O] juga tetap, yang disebut konstanta kesetimbanganionisasi airatau ditulis Kw. Kw = [H+] [OH–]
168Kimia Kelas XI SMA dan MAPada suhu 25rC,Kwyang didapat dari percobaan adalah 1,0 x10–14. HargaKwini bergantung pada suhu, tetapi untuk percobaan yang suhunya tidak terlalumenyimpang jauh dari 25rC, harga itu dapat dianggap tetap. Kw = [H+] [OH–] = 10–14maka [H+] dalam air = 10–7 M dan [OH–] dalam air = 10–7 M2. Ionisasi Asam Kuat dan Basa KuatAsam kuat dan basa kuat adalah senyawa yang dalam air mengalami ionisasisempurna, hampir semua molekulnya terionisasi membentuk ion-ion. Reaksinyamerupakan reaksi satu arah bukan reaksi kesetimbangan.Untuk menghitung [H+] atau [OH–] dapat digunakan perhitungan kimia denganmelihat reaksi ionisasinya. Perhatikan contoh soal berikut.Contoh Soal1.Berapa konsentrasi H+ dan OH– dalam 500 mL larutan HCl 0,1 M?Penyelesaian:Reaksi ionisasiHCl(aq)pH+(aq)+Cl–(aq)Perbandingan koefisien 111[H+] = 11x 0,1 M = 0,1 MKonsentrasi OH– dalam HCl 0,1 M adalah[H+] [OH–] = 10–14 M0,1 [OH–] = 10–14 M[OH–] = 1010141 = 10–13 M.Jadi, [H+] = 0,1 M dan [OH–] = 10–13 M.2.Berapa konsentrasi H+ dan SO42– dalam 500 mL larutan H2SO4 0,2 M?Penyelesaian:Reaksi ionisasiH2SO4(aq)p2 H+(aq)+SO42–(aq)Konsentrasi awal0,2 MPerbandingan koefisien1:2:1maka[H+] = 21x 0,2 M = 0,4 M[SO42–] = 11x 0,2 M = 0,2 MJadi, [H+] = 0,4 M dan [SO42–] = 0,2 M.
pH Larutan Asam-Basa1693.Berapa konsentrasi OH– dan H+ dalam larutan NaOH 0,2 M?Penyelesaian:Reaksi ionisasiNaOH(aq)pNa+(aq)+OH–(aq)Konsentrasi awal0,2 MPerbandingan koefisien1:1:1a.[OH–] = 11 x 0,2 M = 0,2 Mb.[H+] [OH–] = 10–14 M[H+]x 0,2 = 10–14 M[H+] = 10210141. = 5.10–14 MJadi, [H+] dalam larutan NaOH 0,2 M = 5 x 10–14 M3. Konstanta Ionisasi Asam LemahAsam lemah [HA] akan terionisasi dengan reaksi kesetimbangan.HA(aq) H+(aq) + A–(aq)Ka adalah konstanta kesetimbangan asamKa=[H ].[A ][HA]+–[H+] = [A–], maka: Ka = [][]HHA2[H+]2=Ka.[HA][H+]= KaHA.[][HA] = Ca = konsentrasi asamMaka: [H+] = Kaa.CDari rumus di atas, [H+] dari asam lemah dapat ditentukan asal harga Ka-nyadiketahui. Jika Ka besar maka [H+] juga besar atau asam makin kuat.Jadi, dapat disimpulkan:Makin besar Ka suatu asam, sifat asam makin kuat.Harga konstanta ionisasi asam dari beberapa asam lemah pada suhu 25rC,dapat dilihat pada Tabel 7.1.
170Kimia Kelas XI SMA dan MATabel 7.1 Harga Ka asam lemahNama AsamRumus KimiaNilai KaAsam asetatCH3COOH1,7 x 10–5Asam karbonatH2CO34,3 x 10–7Asam formiatHCOOH1,7 x 10–4Asam sianidaHCN4,9 x 10–10Asam fluoridaHF6,8 x 10–4Asam nitritHNO24,5 x 10–4Asam oksalatH2C2O45,6 x 10–2Asam hipokloritHClO3,5 x 10–8Asam sulfitH2SO31,3 x 10–2Bagaimana cara menghitung [H+] pada asam lemah? Perhatikan contoh soalberikut.Contoh Soal1.Tentukan [H+] yang terdapat dalam asam formiat 0,01 M. Jika diketahuiKa HCOOH = 1,7 x 10–4.Penyelesaian:Persamaan reaksi ionisasi HCOOHHCOOH(aq) H+(aq) + HCOO–(aq)[H+]=KCaa.=17 104,.v 0,01=1,30 x 10-3 MJadi, konsentrasi ion H+dalam larutan HCOOH 0,01 M adalah 1,34 x 10–3M.2.Tentukan konsentrasi ion H+yang terdapat dalam 250 mL larutan HCN 0,15 Mjika harga KaHCN = 4,9 x 10–10.Penyelesaian:HCN(aq) H+(aq) + CN–(aq)0,15 M0,15 M[H+]=KCaa.[H+]=4,9 10 .15 10-10-2vv=8,6x 10-6 MJadi, konsentrasi ion H+ dalam larutan HCN adalah 8,6 x 10–6 M.Sumber:Ebbing, General Chemisry
pH Larutan Asam-Basa171Hubungan derajat ionisasi asam (EEEEE) dengan harga KaSuatu asam lemah HA dengan konsentrasi a molar membentuk ion H+dan A–dengan derajat ionisasi = ESecara matematis hubungan KadenganEdapatdijelaskan sebagai berikut.HA(aq)H+(aq)+A–(aq)Mula-mulaa mol––BereaksiaEHasil reaksiaEaEMol zat pada kesetimbangana(1 – E)aEaEOleh karena Esangat kecil maka pada asam lemah harga (1 – E) dianggap =1 atau sama dengan konsentrasi asam mula-mula.Ka=[][][]–HAHA = aaEE avKa=(aE2)E=Kaaa = Ca = konsentrasi asam mula-mulaJadiE = KCaaKa = Ca.E2Substitusikan ke rumus [H+] = KCaav maka didapat [H+] = C. .C2aaE[H+] = Ca.E Contoh Soal1.Berapa konsentrasi H+, HCOO–, dan HCOOH dalam larutan asam formiat 0,1 M,jika derajat ionisasinya 1,5%.Penyelesaian:Reaksi ionisasiHCOOH(aq)H+(aq)+HCOO–(aq)Konsentrasi awal0,1 M––Terionisasi1,5% x 0,1––1,5 x 10–3Hasil reaksi1,5.10–31,5.10–3Konsentrasi akhir(10–1 – 1,5.10–3)0,0985 M0,0015 M0,0015 MJadi [H+] = 0,0015 M[HCOO–] = 0,0015 M[HCOOH] = 0,0985 M
172Kimia Kelas XI SMA dan MA2.Derajat ionisasi asam cuka 0,1 M adalah 1%. Berapa [H+] dan Kaasam cukatersebut?Penyelesaian:[H+]=Ca.E= 0,1.0,01= 0,001 = 10-3 MKa=Ca x E2= 0,1 x (0,01)2 = 10–5Jadi, [H+] = 10–3 M dan Ka = 10–5.4. Konstanta Ionisasi Basa LemahHarga konstanta ionisasi basa (Kb) dapat ditentukan berdasarkan persamaanreaksi ionisasinya. Basa lemah umumnya sukar larut dalam air, satu-satunya basalemah yang larut baik dalam air adalah larutan NH4OH.Untuk menentukan konsentrasi OH–sama dengan cara menentukankonsentrasi H+, yaitu menggunakan harga Kb. Perhatikan reaksi kesetimbanganberikut.LOH(aq) L+(aq) + OH–(aq)Kb = [][ ][]–LOHLOHKarena [OH–] = [L+] makaKb = [][]–OHLOH2p [OH–]2 = Kb [LOH]LOH yang terurai sangat sedikit, maka [LOH] sisa = [LOH] mula-mula = Cb.Maka[OH–] = KCbb.Berdasarkan rumus, makin besar Kbmaka [OH–] makin besar atau sifat basamakin kuat. Jadi, dapat disimpulkan:Makin besar Kb, sifat basa makin kuat.Harga tetapan ionisasi basa dari beberapa basa lemah pada suhu 25rC dapatdilihat pada Tabel 7.2.
pH Larutan Asam-Basa173Tabel 7.2 HargaKb basa lemahNama BasaRumus KimiaKbAmoniaNH31,8 x 10–5EtilaminC2H5NH24,7 x 10–4Dimetilamin(CH3)2NH5,1 x 10–4AnilinC6H5NH24,2 x 10–10HidrazinN2H41,7 x 10–6PiridinC5H5N1,4 x 10–9UreaNH2CONH21,5 x 10–14Hubungan derajat ionisasi basa (EEEEE) dengan harga KbMisalkan suatu basa lemah LOH dengan konsentrasi b molar, LOH akanterionisasi sebagian dengan derajat ionisasi Emembentuk L+dan OH–. [OH–] untukbasa lemah dapat ditentukan, yaitu dengan penurunan rumus seperti pada asamlemah, sehingga didapat hubungan: [OH–] = Cb.ECb = konsentrasi awal basaContoh Soal1.Tentukan [OH–] yang terdapat dalam larutan amonia 0,5 M jika diketahuiKb NH3 = 1,8 x 10–5.Penyelesaian:Dalam air NH3 terionisasi sebagai berikut.NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH–(aq)[OH–]=KCbb.=18, 10 0, 5-5vv=9 10-6v=3 x 10-3Jadi konsentrasi ion OH– dalam larutan amonia 0,5 M adalah 3 x 10–3 M.2.Suatu larutan basa lemah NH4OH 0,1M dalam air terionisasi 1%.Tentukan : a. jumlah [OH–] yang terbentuk,b. harga Kb!Sumber:Ebbing, General Chemistry
174Kimia Kelas XI SMA dan MAPenyelesaian:a.[OH–]=Cb.E=0,1.0,01=0,001 Mb.[OH–]=KCbb.Kb=[]–OHb2C = (,),0 001012 = 1.10–5Jadi, jumlah [OH–] yang terbentuk = 0,001 M dan harga Kb = 1.10–5. Latihan 7.2Selesaikan soal-soal berikut!1.Diketahui lima buah asam sebagai berikut.HA,Ka= 2 x 10–3HB,Ka= 2 x 10–3HC,Ka= 3 x 10–2HD,Ka= 3 x 10–5HE,Ka= 5 x 10–5Susunlah kelima asam di atas berdasarkan menurunnya kekuatan asam!2.Hitung konsentrasi H+ atau OH– pada larutan berikut.a.100 mL HNO30,05 Mb.0,005 mol H2SO4dalam 250 mL larutan.c.0,01 mL Mg(OH)2dalam 500 mL.d.2 gram NaOH dalam 100 mL larutan.3.HitungE dari asam lemah HClO 1M yang mempunyai harga Ka = 3,5 x 10–8.4.3,4 gram NH3 (Mr= 17) dilarutkan ke dalam air sehingga volum larutan menjadi2 liter, jika Kb NH3(aq) = 1,8 x 10–5 tentukan :a.konsentrasi NH4+ dan OH–,b.E (derajat ionisasi).5.Dari pengukuran hantaran listrik larutan asam cuka CH3COOH 0,1 M diketahuiderajat ionisasi molekul-molekul asam cuka 1,32%.Tentukan harga Ka dan konsentrasi H+.C. Perhitungan pH LarutanpH larutan ditentukan oleh besarnya konsentrasi ion H+yang terdapat padalarutan. Bagaimana hubungan harga pH dengan konsentrasi ion H+ini? Cobaperhatikan data hasil pengujian pH asam dan basa pada berbagai konsentrasipada Tabel 7.3.
pH Larutan Asam-Basa175Tabel 7.3 pH beberapa asam dan basa dalam berbagai konsentrasiLarutanHClHClCH3COOHAirNH3NaOH NaOH0,1M 0,01 M0,1Mmurni0,1M0,01M0,1M[H+] (M)10–110–210–310–710–1110–1210–13pH1237111213Dari data percobaan didapat hubungan sebagai berikut:[H+] = 0,1 M= 10–1,pHnya = 1[H+] = 0,01 M = 10–2,pHnya = 2[H+] = 0,001 M = 10–3,pHnya = 3Secara matematika hubungan harga pH dengan [H+], yaitu:1= –log 10–12= –log 10–23= –log 10–3Maka dapat disimpulkan:pH = – log [H+]Bagaimana hubungan [OH–] dengan pOH? Seperti pada pH hubungan [OH–]denganpOH ditulis:pOH = – log [OH–]Bagaimana hubungan pH dengan pOH larutan?Kw = [H+] [OH–]– log Kw = – log[H+] + –log [OH–]JadipKw = pH + pOHPada suhu 25rC,pKw = 14, jadi pH + pOH = 14.Berdasarkan hubungan pH dan pOH di atas diperoleh kesimpulan sebagaiberikut.1.Larutan bersifat netral, jika [H+] = [OH–] atau pH = pOH = 72.Larutan bersifat asam, jika [H+] > [OH–] atau pH < 73.Larutan bersifat basa, jika [H+] < [OH–] atau pH > 7HargapH dari berbagai larutan dan bahan-bahan di sekitar kita dapat dilihatpada Tabel 7.4.
176Kimia Kelas XI SMA dan MATabel 7.4 HargapH berbagai larutan/bahanLarutan/BahanpHCairan lambung manusia1,0–3,0Cuka2,5–3,4Orange juice3,5–4Juice tomat4,0–4,4Air susu sapi6,3–6,6Amoniak di rumah (1–5%)10,0 –11,5Soda kue8,4–9,0Air Kapur11,0 –12,6Untuk memahami perhitungan harga pH larutan, perhatikan contoh berikut.Contoh Soal1.Suatu larutan asam mempunyai konsentrasi H+= 10–2M, tentukan harga pHlarutan tersebut.Penyelesaian:[H+] = 10–2 MpH = – log [H+]= – log 10–2 = 2Jadi,pH larutan = 2.2.Suatu larutan basa mempunyai konsentrasi OH–= 5 x 10–3M, tentukan hargapOH dan pH.Penyelesaian:[OH–] = 5.10–3 MpOH = – log [OH–]= – log [5.10–3]= – [log 5 + log 10–3]= 3 – log 5pH + pOH = 14pH = 14 – pOH= 14 – (3 – log 5)= 11 + log 5Jadi,pOH = 3 – log 5 dan pH = 11 + log 5.3.Tentukan pH dari 500 mL larutan HCl 0,2 M.Penyelesaian:HCl merupakan asam kuatHCl(aq)p H+(aq)+Cl–(aq)0,2 M0,2 M
pH Larutan Asam-Basa177[H+] = 0,2 MpH =– log [H+]=– log 2.10–1 = 1 – log 2JadipH larutan HCl 0,2 M = 1 – log 2.4.100 mL larutan HBr 0,1 M diencerkan dengan air 100 mL.Tentukan: a.pH mula-mula,b.pH setelah diencerkan.Penyelesaian:a.pH mula-mula:[H+] = [HBr] = 0,1 M = 10–1pH = – log [H+]pH = – log 10–1 = 1b.pH setelah diencerkan:Mol HBr mula-mula = 100.0,1 = 10 mmol = 0,010 molVolum larutan = 100 mL + 100 mL = 200 mL = 0,2 LKosentrasi HBr setelah diencerkan:[HBr] = 0 01002,, mol L = 0,05 M[H+] = [HBr] = 0,05 = 5.10–2pH = –log [H+] = –log 5.10–2 = 2 – log 5Jadi,pH mula-mula = 1 dan pH setelah diencerkan = 2 – log 5.5.Tentukan pH larutan jika 0,37 gram kalsium hidroksida dilarutkan dalam airsampai volum 250 mL.Penyelesaian:0,37gram Ca(OH)2 = 03774, = 0,005 mol[Ca(OH)2] = 0 005025,, mol L = 0,02 MCa(OH)2(aq)pCa2+(aq)+2OH–(aq)0,02 M0,02 M2 x 0,02 M = 0,04 M[OH–] = 0,04 MpOH = – log [OH–]= – log 4 x 10–2 = 2 – log 4pH + pOH = 14pH= 14 – (2 – log 4)= 12 + log 4Jadi,pH larutan = 12 + log 4.
178Kimia Kelas XI SMA dan MAUntuk menghitung pH asam lemah atau basa lemah, harus dicari dulu [H+]dan [OH–] dengan rumus: [H+] = KCaa. dan [OH–] = KCbb..Contoh Soal1.Hitunglah pH larutan HCN 0,01 M (Ka HCN = 4,9 x 10–10)Penyelesaian:HCN(aq) H+(aq) + CN–(aq)[H+]=KCaav=49, 10 10-10-2vv=2,2x 10–6 MpH = – log [H+]= – log 2,2.10–6= 6 – log 2,2= 6 – 0,3 = 5,66Jadi,pH larutan = 5,66.2.Suatu asam lemah dengan harga E= 0,01 dan konsentrasi asam = 0,1 M.HitunglahpH larutan asam tersebut.Penyelesaian:Misalkan asam lemah = HAHA(aq)pH+(aq)+A–(aq)0,1 M0,1 x E[H+]= 0,1x 0,01 = 10–3 MpH = – log [H+]= – log 10–3=3Jadi,pH asam = 3.3.Hitung pH larutan 0,01 M NH4OH (Kb NH4OH = 1,8 x 10–5).Penyelesaian:NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH–(aq)[OH–]=KCbbv=1,8 10 0,01-5vv=4,2x 10–4pOH = – log 4,2 x 10–4= 4 – log 4,2pH= 14 – pOH= 14 – (4 – log 4,2)= 10 + log 4,2= 10,6Jadi,pH larutan = 10,6.
pH Larutan Asam-Basa179Latihan 7.3Selesaikan soal-soal berikut!1.Hitung pH dan pOH dari zat berikut.a.Larutan asam HA 1,0 x10–9M.b.Larutan amonia yang ada di rumah dengan konsentrasi OH–2x10–12M.c.Soft drink yang mengandung [H+] 25 x 10–5 M.2.Hitung pH dan pOH larutan berikut.a.300 mL 0,05 M HCl.b.2 liter 0,001 M H2SO4.c.500 mL 0,0001 M Ca(OH)2.3.Hitung konsenrasi H+ dan OH– dari larutan berikut.a.Larutan HNO3 yang mempunyai pH 2,5.b.Larutan basa Ba(OH)2 yang mempunyai pH 11,7.c.Air hujan di daerah industri yang mempunyai pH 5,2.4.Hitung pOH dan pH larutan jika 2 gram NaOH terdapat dalam 500 mL larutan!5.Larutan basa mempunyai pH 12. Berapa gram NaOH harus ditambahkan kedalam 1 liter larutan tersebut supaya pH larutan berubah menjadi 13?D. Trayek pH IndikatorIndikator asam-basa adalah zat yang berbeda warna pada suasana asamdan basa. Indikator asam-basa yang berbentuk kertas contohnya lakmus merahdan lakmus biru. Lakmus dapat mengindentifikasi larutan asam atau basa tetapitidak sampai menentukan harga pHnya. Untuk mengindentifikasi harga pH dikenalindikator universal baik berupa kertas maupun cair.Setiap indikator dilengkapi dengan pita warna yang menunjukkan skala pH.Penggunaan pita warna untuk menguji pH harus satu produk dengan indikatornya,karena setiap merk kadang-kadang ada perbedaan.Trayek warna pH indikator asam-basa ada yang dari warna merah ke birudan dari warna merah ke ungu.Contoh indikator universal warna adalah seperti Gambar 7.2.Gambar 7.2 Warna pada indikator universalSumber:Encarta Encyclopedia, 2005123 45 67891011121314AsamBasa
180Kimia Kelas XI SMA dan MA0mmmkkkk kkkk k123metil jingga43,0 4,456 78910111213140mmmmkkk kkkk k123metil merah46,24,256 78910111213140kkkkkkbbbbbb123brom timol biru46,056 77,68910 11 12 13140tb tb tb tbmbtb tb tb tbmu mu mu mu123fenolftalein48,09,256 778910 11 12 1314lakmusWarna indikator pada setiap pH tertera pada Tabel 7.5.Tabel 7.5 Warna indikator universal pada berbagai pHpHWarna Indikator UniversalpHWarna Indikator Universal1Merah8Hijau biru2Merah9Hijau biru3Merah muda10Biru4Merah jingga11Biru5Jingga12Biru6Kuning13Biru7Hijau14BiruAda pula indikator yang berubah warna pada pH tertentu. Harga pH tersebutdisebut trayek pH indikator. Trayek pH indikator metil jingga, metil merah, bromtimol biru, dan fenolftalein dapat dilihat pada Gambar 7.3Gambar 7.3Trayek pH beberapa indikatorTrayekpH indikator tersebut ditulis sebagai berikut.IndikatorTrayek pHMetil jingga3,0 – 4,4Metil merah4,2 – 6,2Brom timol biru6,0 – 7,8Fenolftalein8,0 – 9,2Catatan:m = merah, k = kuning, b = biru, tb = tidak berwarna, mu = merah unguSumber:Ebbing, General Chemistry
pH Larutan Asam-Basa1814,467metil jinggabrom timol birulakmuspH suatu larutan juga dapat ditentukan dengan menggunakan beberapaindikator, kemudian diamati warna indikator dengan larutan tersebut, setelah itubaru diperkirakan harga pHnya.Contoh:Suatu larutan diuji dengan indikator metil jingga, brom timol biru, dan lakmus.Data perubahan warna pada indikator adalah sebagai berikut.IndikatorWarnaLakmus merahMerahLakmus biruMerahMetil jinggaKuningBrom timol biruKuningPerkirakan trayek pH larutan tersebut!Penyelesaian:Perhatikan tabel trayek pH indikator:Lakmus merah warnanya merah maka pH < 7Lakmus biru warnanya merah maka pH < 7Metil jingga warnanya kuning trayek pH > 4,4Brom timol biru warnanya kuning, trayek pH < 6TrayekpH larutan adalah 4,4 – 6.Latihan 7.4Perhatikan diagram trayek pH indikator apabila suatu larutan X diuji harga pH-nyadengan menggunakan indikator metil jingga, ternyata didapatkan hasil: metil jinggaberwarna kuning, metil merah berwarna kuning, dan fenolftalein tidak berwarna.a.Berapa pH larutan X tersebut? Gambarkan dengan diagram!b.Apakah sifat larutan tersebut?c.Perkirakan konsentrasi H+dalam 100 mL larutan X!INFO KIMIAAir hujan secara alami bersifat asam dengan pH 5,4. Karbon dioksida dari udaralarut dalam air hujan membentuk asam karbonat. Hujan asam mengandung asamkuat seperti asam sulfat dan asam nitrat yang berasal dari asap pabrik dankendaraan.pH hujan asam dapat mencapai 2,4 sampai 5.
182Kimia Kelas XI SMA dan MA Rangkuman1.pH larutan menunjukkan derajat keasaman, harga pH larutan antara1–14.2.pH larutan dapat ditentukan dengan menggunakan alat ukur pH sepertipH-meter dan indikator asam-basa.3.Indikator yang sering digunakan yaitu indikator universal baik berupakertas dalam pita, stick, atau bentuk cair.4.Perhitungan konsentrasi ion H+dan OH–dalam asam lemah dan basalemah adalah: [H+] = KCaav, [OH–]=KCbbv5.Hubungan ion H+ dan OH– dengan pH atau pOH dinyatakan:pH = –log [H+],pOH = –log[OH–],pH + pOH = 14.6.Indikator asam-basa memiliki harga trayek pH yang berbeda-beda.7.Kekuatan asam dan basaa.Pada konsentrasi yang sama, asam kuat mempunyai pH yanglebih kecil daripada asam lemah.b.Pada konsentrasi yang sama, basa kuat mempunyai pH yanglebih besar daripada basa lemah.c.Makin kecil harga E sifat asam atau basa makin lemah.8.Konstanta ionisasi asam lemah, makin besar Kasuatu asam, sifatasam makin kuat.9.Tetapan kesetimbangan ionisasi basa lemah, makin besar Kb, sifatbasa makin kuat.10.pH = –log [H+].11. Indikator asam-basa adalah zat yang berbeda warna pada suasanaasam dan basa. Kata Kunci•Derajat keasaman (pH)•Indikator asam basa•Derajat ionisasi (E)•Konstanta ionisasi asam (Ka)•Konstanta ionisasi basa (Kb)•Konstanta kesetimbangan air (Kw)
pH Larutan Asam-Basa183Evaluasi Akhir BabA. Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar.1.Perhatikan tabel Ka dari beberapa asam berikut.No123 4 5678AsamHAHBHCHDHEHFHGHKKa6,2x10–87,5x 10–21,2x 10–21,8x 10–121,8x 10–57x 10–46,7x 10–59,6x 10–7Berdasarkan tabel di atas, dapat disimpulkan bahwa kekuatan asam adalah. . . .A. HF > HE < HBD. HA > HF > HCB. HB < HE < HDE. HB < HK > HDC. HF < HG < HC2.Di antara larutan-larutan di bawah ini yang mempunyai harga [H+] paling besaradalah . . . .A. HCl 1 mol L–1D. CH3COOH 0,1 mol L–1B. HCl 0,1 mol L–1E. H2SO4 0,25 mol L–1C. CH3COOH 1 mol L–13.Larutan asam metanoat 0,01 M memiliki Ka= 10–8. Derajat ionisasi asamadalah . . . .A. 0,001D. 0,05B. 0,005E. 0,10C. 0,014.Suatu larutan basa lemah MOH mempunyai konsentrasi 0,1 M. Jika harga Kbbasa lemah tersebut 10–5, maka pH basa lemah tersebut adalah . . . .A. 3D. 11B. 7 – log 5E. 11 + log 5C. 7 + log 55.Dalam larutan Ca(OH)2 0,05 M, besarnya konsentrasi OH– adalah . . . .A. 0,025 MD. 0,25 MB. 0,050 ME. 0,50 MC. 0,1 M6.Jika larutan P memiliki pH = 5 dan larutan Q memiliki pH = 6, perbandingankonsentrasi ion hidrogen dalam larutan P dan Q adalah . . . .A. 1 : 0,1D. 5 : 6B. 1 : 2E. log 5 : log 6C. 1 : 10
184Kimia Kelas XI SMA dan MA7.Derajat keasaman (pH) larutan asam etanoat (CH3COOH) 0,1 M (Ka= 1,7 x 10–5)adalah . . . .A. 2D. 9B. 3E. 10,5C. 48.Harga pH larutan NH3 0,1 M (Kb = 1,8.10–5) adalah . . . .A. 3D. 11B. 5E. 12C. 89.Larutan 0,74 gram Ca(OH)2 (Mr = 74) dalam 2 liter air adalah . . . .A. 2 – log 2D. 12 + log 2B. 2E. 13 – log 2C. 1210. 100 mL larutan HCl 0,1 M mempunyai pH . . . .A. 1D. 8B. 2E. 13C. 311. Larutan di bawah ini yang memiliki harga pH terkecil adalah . . . .A. HCl 0,1 MB. H2SO4 0,1 MC. H2SO4 0,05 MD. CH3COOH 0,1 M (Ka = 1,7 x 10–5)E. CH3COOH 0,05 M (Ka=1,7 x 10–5)12. Ke dalam 25 mL larutan asam lemah HA 0,1 M dan 25 mL larutan HCl 0,001 Mmasing-masing dimasukkan 2 tetes indikator universal, ternyata menghasilkanwarna larutan yang sama, maka pH asam lemah HA adalah . . . .A. 1D. 3B. 2E. 3,5C. 2,513.pH suatu larutan basa lemah bervalensi satu adalah 10, maka konsentrasiion OH– dalam larutan tersebut adalah . . . .A. 10–14D. 10–2B. 10–10E. 10–1C. 10–414. Larutan dengan konsentrasi sama yang mempunyai harga pH tertinggi adalah. . . . (Ka CH3COOH = 1,7 x 10–5;KbNH3(aq) = 1,8 x 10–5).A. HClD. KOHB. CH3COOHE. Ca(OH)2C. NH3
pH Larutan Asam-Basa18515. Larutan HCl dalam air dengan pH = 2 akan berubah menjadi pH = 3 biladiencerkan . . . .A. 10 kaliD. 2,5 kaliB. 5 kaliE. 1,5 kaliC. 3 kali16. Suatu larutan harga pH-nya 1. Berapa gram NaOH (Mr= 40) yang harusditambahkan pada satu liter larutan agar pH-nya naik menjadi 3?(Penambahan volum diabaikan)A. 0,04 gramD. 4,00 gramB. 0,40 gramE. 7,96 gramC. 3,96 gram17. Trayek pH indikator brom timol biru dan metil jingga adalah sebagai berikut.Jika suatu larutan diberi indikator metil jingga maupun brom timol birumenunjukkan warna kuning, maka perkiraan trayek pH larutan tersebut adalah. . . .A. 4,4D. 6 – 8B. 6E. 4,4 – 6C. 618. Data trayek pH dan perubahan warna beberapa indikator adalah sebagaiberikut.LarutanTrayek pHWarnaMetil jingga3,2 – 4,4Merah - kuningMetil merah4,8 – 6,0Merah - kuningBrom timol biru6,0 - 7,6Kuning - biruFenolftalein8,2 – 10Tidak berwarnaWarna yang terjadi jika larutan indikator diteteskan pada larutan Na2CO3adalah. . . .A. metil jingga kuning, fenolftalein tidak berwarnaB. metil merah merah, fenolftalein merahC. brom timol biru biru, metil jingga kuningD. brom timol biru kuning, fenolftalein merahE. metil jingga merah, fenolftalein merahbrom timol birumetil jingga0kkkkkkkbbbb b1234567891011121314mmmmkkk kkkk k3,14,47,6
186Kimia Kelas XI SMA dan MATugasLakukan penelitian pH dari berbagai bahan yang ada di rumah, misalnya tanah,air hujan, air sungai, air mineral, soft drink, sabun mandi, detergen, sabun muka,dan pasti gigi. Gunakan indikator universal secukupnya.19. Harga pH suatu larutan adalah X. Bila larutan tersebut diencerkan hinggavolumnya 1000 kali volum semula, maka pH larutan menjadi 6. Besarnya Xadalah . . . .A. 1D. 4B. 2E. 5C. 320. Larutan asam asetat (Ka= 1,7 x10–5) mempunyai harga pH yang sama denganlarutan HCl 2x 10–3 M. Konsentrasi larutan asam asetat adalah . . . .A. 0,10 MD. 0,40 MB. 0,23 ME. 1,15 MC. 0,25 MB. Selesaikan soal-soal berikut dengan jelas dan singkat.1.Tentukan konsentrasi H+ beberapa larutan berikut.a.100 mL larutan HBr 0,03 M.b.2 liter larutan H2SO4 0,05 M.c.100 mL larutan Ca(OH)20,04 M.d.3,65 gram HCl (Mr= 36,5) dalam air hingga volum 2 liter.2.Jika larutan KOH 10–2M memiliki pH yang sama dengan larutan LOH 0,1 M,tentukan tetapan ionisasi basa LOH tersebut!3.Diketahui 200 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan harga Ka= 1,7 x 10–5,tentukanlah haga pH dan E dari larutan tersebut!4.3 gram asam cuka CH3COOH (Mr= 60) dilarutkan dalam air hingga volumlarutan 250 mL. Jika KaCH3COOH = 1,7 x 10–5tentukanlah harga [H+] dan Edari larutan tersebut dalam persentase!5.Tentukan pH dari larutan berikut:a.Larutan HF 10–2 M, Ka HF = 6,8 x 10–4b.Larutan Ba(OH)2 10–4 Mc.Larutan NH4OH 10–3, Kb NH4OH = 1,8 x 10–5d.2 liter larutan yang mengandung 9,8 gram H2SO4 (Mr = 98)!