Halaman
135Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Gambar 5.1 Macam-macam LarutanSumber: Ensiklopedi Sains dan KehidupanPada bab kelima ini akan dipelajari tentang teori asam basa menurutArrhenius, konsep asam basa Bronsted-Lowry, teori asam basa Lewis,indikator asam dan basa, kekuatan asam dan basa, pH larutan, berbagaijenis reaksi dalam larutan, reaksi penetralan, dan titrasi asam basa.BAB 5LARUTAN ASAM BASA
136KIMIA SMA Jilid 2Larutan asam dan larutan basa merupakan larutanelektrolit. Larutan tersebut dapat pula dikenali dengan cirilainnya, yaitu sebagai berikut.Asam mempunyai rasa masam. Contoh cuka dapurmempunyai rasa masam karena di dalamnya terkandung asamasetat. Vitamin C, rasanya juga masam karena di dalamnyaterkandung asam askorbat. Buah jeruk nipis pun mempunyairasa masam karena mengandung asam sitrat.Basa mempunyai rasa pahit dan licin bila dipegang.Contohnya, kapur sirih mempunyai rasa pahit dan sabun biladipegang terasa licin.Perlu diketahui tidak semua asam dan basa dapatdicicipi. Untuk menentukan larutan asam dan basa diuji denganmenggunakan indikator.Tujuan PembelajaranSetelah merancang dan melakukan percobaan, diharapkan siswa mampu:1. Menjelaskan pengertian asam dan basa menurut Arrhenius, Bronsted Lowry, danLewis.2. Mengukur pH beberapa larutan asam basa kuat dan lemah.3. Menyimpulkan hubungan antara besarnya harga pH terhadap kekuatan asamatau basa.4. Menghubungkan kekuatan asam dan basa dengan derajat ionisasi dan tetapankesetimbangan ionisasi.5. Mengamati trayek perubahan serta memperkirakan pH.6. Mengomunikasikan hasil pengamatan tentang beberapa reaksi dalam larutanelektrolit.7. Merancang percobaan titrasi asam basa.8. Melakukan percobaan titrasi asam basa.Bab 5Larutan Asam dan Basa(a)(b)Gambar 5.2 (a) Buahjeruk, (b) SabunSumber: Ensiklopedi Sainsdan Kehidupan
137Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Untuk menjelaskan sifat asam dan basa dapat dite-rangkan berdasarkan teori asam dan basa menurut Arrhenius.1. Asam menurut ArrheniusAsam didefinisikan sebagai zat-zat yang dapatmemberikan ion hidrogen (H+) atau ion hidronium (H3O+)bila dilarutkan dalam air.Contoh:a. Asam klorida dalam air:A. Teori Asam dan Basa Menurut ArrheniusHCl(aq)+ H2O(l)o H3O+(aq)+ Cl–(aq)Tetapi untuk menyederhanakan penulisan dapat ditulis-kan sebagai berikut:HCl(aq)o H+(aq)+ Cl–(aq) Ion kloridab. Asam nitrat dalam air:HNO3(aq) + H2O(l)o H3O+(aq)+ –3NO ()aqatau:HNO3(aq)o H+(aq)+ –3NO ()aq Ion nitratc. Asam sulfat dalam air:H2SO4(aq)o2 H+(aq)+ 2–4SO ()aq Ion sulfat
138KIMIA SMA Jilid 2Berdasarkan rumusnya terlihat setiap asam me-ngandung unsur hidrogen. Ciri khas asam ialah dalampelarut air zat itu mengion menjadi hidrogen yangbermuatan positif (H+) dan ion lain yang bermuatan negatifyang disebut sisa asam. Ion H+ inilah yang sebenarnyapembawa sifat asam dan yang menyebabkan warna lakmusbiru menjadi merah. Jadi, asam adalah senyawa yang jikadilarutkan dalam air menghasilkan ion H+.Tidak semua senyawa hidrogen adalah asam,misalnya, C2H5OH. Demikian pula tidak semua hidrogendalam rumus kimia suatu asam dalam larutan dapatdilepaskan sebagai ion H+. Misalnya dalam rumus kimiaasam asetat terdapat empat atom hidrogen tetapi satuatom H saja yang dapat dilepaskan sebagai ion H+.CH3COOH(aq)o H+(aq)+ CH3COO–(aq)Ion asetatAsam yang dalam larutan banyak menghasilkanH+ disebut asam kuat, sedangkan asam yang sedikitmenghasilkan ion H+ disebut asam lemah.Sifat kuat atau lemah dari asam dapat diselidikidengan alat uji elektrolit. Jumlah ion H+ yang dilepaskanoleh asam disebut valensi asam.HxA(aq)oxH+(aq) + Ax–(aq)pValensi asamSatu molekul asam yang dalam pelarut air dapatmemberikan satu ion H+ disebut asam monoprotik danyang dapat memberikan dua ion H+ dalam larutannyadisebut asam diprotik, sedangkan yang dapat memberi-kan tiga ion H+ dalam larutannya disebut asam triprotik.Berikut ini diberikan beberapa contoh asam monoprotik,diprotik, dan tripotik serta reaksi ionisasinya.
139Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Rumus asamAsam monoprotikHFHBrHCNHClO4HNO2Asam diprotikH2SH2SO3H2CO3H2C2O4H2SO4Asam triprotikH3PO3H3PO4H3AsO3H3AsO4Nama asamasam fluoridaasam bromidaasam sianidaasam perkloratasam nitritasam sulfidaasam sulfitasam karbonatasam oksalatasam sulfatasam fosfitasam fosfatasam arsenitasam arsenatReaksi ionisasiHF(aq)oH+(aq) + F–(aq)HBr(aq)oH+(aq) + Br–(aq)HCN(aq)oH+(aq)+ CN–(aq)HClO4(aq)oH+(aq) + –4ClO ()aqHNO2(aq)oH+(aq) + –2NO ()aqH2S(aq)o2 H+(aq) + S2–(aq)H2SO3(aq)o2 H+(aq) + 2–3SO ()aqH2CO3(aq)o2 H+(aq) + 2–3CO ()aqH2C2O4(aq)o2 H+(aq) + 2–24CO ( )aqH2SO4(aq)o2 H+(aq) + 2–4SO ()aqH3PO3(aq)o3 H+(aq) + 3–3PO ()aqH3PO4(aq)o3 H+(aq) + 3–4PO ()aqH3AsO3(aq)o3 H+(aq)+ 3–3AsO ()aqH3AsO4(aq)o3 H+(aq) + 3–4AsO ()aqSisa asamF–Br–CN––4ClO–2NOS2–2–3SO2–3CO2–24CO2–4SO3–3PO3–4PO3–3AsO3–4AsOTabel 5.1 Reaksi ionisasi berbagai larutan asam dalam air2. Basa menurut ArrheniusBasa didefinisikan sebagai zat-zat yang dalam airmenghasilkan ion hidroksida (OH–).Contoh:a. Natrium hidroksida dalam air.NaOH(aq)o Na+(aq)+ OH–(aq)b. Gas amonia dalam air.Gas amonia tersebut akan bereaksi dengan air dansetelah itu menghasilkan ion OH–.NH3(g)+ H2O(l)+4NH ()aq + OH–(aq)Sumber: Brady, General Chemistry Principle and Structure
140KIMIA SMA Jilid 2c. Kalium hidroksida dalam air.KOH(aq)o K+(aq) + OH–(aq)d. Karbon hidroksida dalam air.Ca(OH)2(aq)o Ca2+(aq)+ 2 OH–(aq)Berdasarkan contoh persamaan reaksi ionisasibasa di atas dapat diketahui bahwa senyawa basa dalamair akan terionisasi menghasilkan ion OH. Dengan demi-kian, sifat basa disebabkan adanya ion OH.Ion OH inilah sebagai pembawa sifat basa yangmenyebabkan warna lakmus merah berubah menjadi biru.Basa yang dalam larutan banyak menghasilkan ion OHdisebut basa kuat, sedangkan yang sedikit menghasilkanion OH disebut basa lemah.Tidak semua senyawa yang dalam rumus kimianyaterdapat gugus hidroksida termasuk golongan basa.Misalnya:- etil alkohol= C2H5OH- metil alkohol = CH3OHGugus hidroksil pada etil alkohol dan metil alkoholtersebut dalam larutan tidak dapat dilepaskan sebagaiion OH.Telah dijelaskan menurut teori asam basa Arrheniusbahwa asam merupakan senyawa hidrogen yang jika dilarutkandalam air akan menghasilkan ion H dalam larutan, sedangkanbasa adalah suatu senyawa yang bila dilarutkan dalam air akanmenghasilkan ion OH dalam larutan. Teori asam basa yangdikemukakan oleh Arrhenius mempunyai kelemahan untukB. Konsep Asam Basa Bronsted dan Lowry
141Larutan Asam Basa SMA Jilid 2menjelaskan fakta-fakta baru yang ditemukan, karena hanyadapat menjelaskan senyawa-senyawa yang memiliki jenis rumuskimia HA untuk asam dan LOH untuk basa. Teori ini tidak dapatmenjelaskan bahwa CO2 dalam air bersifat asam atau NH3dalam air bersifat basa.Pada tahun 1923 Johanes N. Bronsted dan ThomasLowry mengemukakan teori asam dan basa sebagai berikut.Asam adalah senyawa yang dapat memberikan proton(H+) kepada senyawa lain. Disebut juga donor proton.Basa ialah senyawa yang menerima proton (H+) darisenyawa lain. Disebut juga akseptor proton.Dengan menggunakan konsep asam dan basa menurutBronsted Lowry maka dapat ditentukan suatu zat bersifat asamatau basa dengan melihat kemampuan zat tersebut dalam serahterima proton dalam larutan. Dalam hal ini pelarut tidak terbatasoleh pelarut air saja. Tapi dapat berupa pelarut lain yang seringdijumpai di laboratorium, misalnya alkohol, amonia cair, dan eter.Contoh:HCl + H2O H3O+ + Cl–asam1 basa2 asam2 basa1CH3COOH + H2O CH3COO– + H3O+asam1 basa2 basa1 asam2HCl dan CH3COOH adalah asam karena dapat mem-berikan ion H+ (proton) kepada H2O. HCI dan CH3COOH disebutdonor proton.Cl– dan CH3COO– adalah basa karena dapat menerimaion H+ (proton) dari H3O+. Cl– dan CH3COO– disebut akseptorproton. Basa tersebut adalah basa konjugasi. Sementara itu,H3O+ adalah asam konjugasi, karena kelebihan proton diban-ding zat asalnya. Pasangan HCl dan CI– serta CH3COOH danCH3COO– disebut pasangan asam basa konjugasi.
142KIMIA SMA Jilid 2No.123456Asam 1Basa 2Basa 1Asam 2HNO3+NH3–3NO+–4NHHCl+H2OCl–+H3O–S2–+H2OHS–+OH–CH3NH2+HCl+33CH NH+Cl–CH3COOH+H2OCH3COO–+H3O–+4NH+OH–NH3+H2OSecara umum menurut teori asam basa Bronsted Lowrydalam reaksi berlaku: Pasangan asam basa konjugasiAsam1 + Basa2 Basa1 + Asam2 Pasangan asam basa konjugasiTabel 5.2 Beberapa contoh asam basa menurut Bronsted dan LowryPada tahun 1923 G.N. Lewis seorang ahli kimia dariAmerika Serikat, memperkenalkan teori asam dan basa yangtidak melibatkan transfer proton, tetapi melibatkan penyerahandan penerimaan pasangan elektron bebas.Contoh:C. Teori Asam Basa Lewis
143Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Berdasarkan ini Lewis mengemukakan teori barutentang asam basa sehingga partikel ion atau molekul yangtidak mempunyai atom hidrogen atau proton dapat diklasifi-kasikan ke dalam asam dan basa.1. Pengertian asam basa LewisBerdasarkan contoh reaksi asam basa ini Lewismenyatakan bahwa asam adalah suatu molekul atau ionyang dapat menerima pasangan elektron, sedangkanbasa adalah suatu molekul atau ion yang dapat memberi-kan pasangan elektronnya.Teori asam basa Lewis dapat digambarkan padareaksi berikut.a. Boron trifluorida dan fluorBF3 bertindak sebagai asam, dapat menerima pasanganelektron dari F–. F– bertindak sebagai basa, dapatmemberikan pasangan elektron kepada BF3.b. Boron trifluorida dengan amoniaNH3 menyerahkan pasangan elektron bebasnya kepa-da molekul BF3. Menurut teori ini NH3 bertindak seba-gai asam dan BF3 bertindak sebagai basa. Pada pem-bentukan senyawanya terjadi ikatan kovalen koor-dinasi.BasaAsamBasaAsamIkatan kovalen koordinasi
144KIMIA SMA Jilid 2c. Reaksi antara Na2O dan SO3Reaksi ini melibatkan reaksi ion oksida O2– dari Na2Opadat dan gas SO3.Na2O(s) + SO3(g) oNa2SO4(s)atauO2– + SO3o [SO4]2–Pada reaksi tersebut, SO3 menerima pasangan elektrondari ion O2– pada waktu bersamaan, pasangan elektronikatan dari S = O bergerak ke arah atom O, jadi O2–merupakan basa Lewis dan SO3 adalah asam Lewis.2. Keunggulan asam basa LewisBeberapa keunggulan asam basa Lewis yaitu sebagaiberikut.a. Sama dengan teori Bronsted dan Lowry, dapat men-jelaskan sifat asam, basa dalam pelarut lain atau puntidak mempunyai pelarut.b. Teori asam basa Lewis dapat menjelaskan sifat asambasa molekul atau ion yang mempunyai pasanganelektron bebas atau yang dapat menerima pasanganelektron bebas. Contohnya pada pembentukan senyawakomplek.c. Dapat menerangkan sifat basa dari zat-zat organikseperti DNA dan RNA yang mengandung atom nitro-gen yang memiliki pasangan elektron bebas.
145Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Untuk mengenali suatu zat bersifat asam atau basa kitatidak boleh sembarangan mencicipi atau memegangnya, karenaakan sangat berbahaya. Contoh asam sulfat (H2SO4), dalamkehidupan sehari-hari digunakan sebagai accu zuur (air aki).Bila asam sulfat terkena tangan akan melepuh seperti lukabakar dan bila terkena mata akan buta. Contoh lain, natriumhidroksida (NaOH) banyak digunakan untuk membersihkansaluran air bak cuci, bila terkena tangan akan terasa licin dangatal-gatal serta tangan mudah terluka iritasi.Jadi, bagaimana cara mengenali zat bersifat asam ataubasa? Cara yang tepat untuk menentukan sifat asam danbasa adalah dengan menggunakan zat penunjuk yang disebutindikator.Indikator asam basa adalah zat yang dapat berbeda warnadalam lingkungan asam dan basa.Ada beberapa jenis indikator yang dapat digunakanuntuk membedakan larutan yang bersifat asam dari larutanyang bersifat basa, antara lain kertas lakmus, indikator, danindikator alami.1. Kertas lakmusIndikator yang sering digunakan di laboratoriumkimia adalah kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru.Untuk lebih jelasnya lakukan percobaan berikut.D. Indikator Asam dan Basa
146KIMIA SMA Jilid 2PercobaanPengujian Larutan dengan IndikatorPada eksperimen ini akan diuji berbagai macam larutandengan menggunakan suatu zat yang warnanya berbedadalam lingkungan yang berlainan. Zat yang bersifatseperti ini disebut indikator.Alat dan Bahan- Tabung reaksi22 buah- Rak tabung2 buah- Lumpang + alu1 set- Kertas lakmus merah dan biru13/13 lembar- Pipet tetes1 buah- Air suling yang sudah dididihkan5 cm3- Larutan cuka5 cm3- Air kapur5 cm3- Berbagai larutan yang telah diujidaya hantar listriknya masing-masing@ 5 cm3- Larutan amonium klorida5 cm3- Larutan natrium karbonat5 cm3- Air jeruk5 cm3- Air sabun/detergen5 cm3- Daun mahkota bunga merah dan birusecukupnyaCara KerjaPerhatikan cara kerja pada gambar-gambar berikut,kemudian lakukanlah dan catat hasil pengamatan padatabel yang sudah dibuat.
147Larutan Asam Basa SMA Jilid 21. Pengujian larutan pembandingTabel pengamatanInformasi:- Air suling, dinyatakan bersifat netral- Larutan cuka, dinyatakan bersifat asam- Air kapur, dinyatakan bersifat basa2. Pengujian dan pengelompokan larutanAmati perubahan warna lakmus dalam larutan 1 sampaidengan 10. Catat ke dalam tabel berikut!Bahan Larutanair sulinglarutan cukaair kapurPerubahan warnaLakmus merah..............................................................................Lakmus biru..............................................................................= lakmus merah= lakmus biruair sulinglarutancukaair kapurMasukkan kertas lakmus merah dan biruke dalam= lakmus merah= lakmus biru
148KIMIA SMA Jilid 2Tabel pengamatan3. Pengujian ekstrak mahkota bunga/bahan alamTabel pengamatanPertanyaan1. Bandingkan hasil pengujian daya hantar listrik bahan-bahan pada eksperimenterdahulu dengan hasil pengujian bahan-bahan yang sama terhadap kertasBahan larutanGulaAmoniaHidrogenkloridaNatrium hidroksidaNatrium kloridaNatrium karbonatAmonium kloridaAir sabunEtanol/alkoholAir jerukPerubahan warna LakmusMerah..................................................................................................................................No.12345678910 LakmusMerah.................................................................................................................................. Asam.................................................................................................................................. Basa.................................................................................................................................. Netral..................................................................................................................................Larutan bersifatNo.1234Warna ekstrak mahkota/bahanalam setelah ditambahAsam cuka........................................................................................................Air kapur........................................................................................................Nama bunga/bahan alamyang diuji........................................................................................................Warna ekstrakmahkota bunga/bahan alammerahbiru....................................................membuat ekstrak mahkota bungaekstrak mahkota bungaamati perubahanwarnanya
149Larutan Asam Basa SMA Jilid 2lakmus pada eksperimen ini. Kesimpulan apakahyang dapat diambil?2. Dapatkah ekstrak mahkota bunga bertindak sebagaiindikator? Jelaskan jawaban Anda!Berdasarkan hasil pengujian dengan kertas lakmustersebut, maka dapat disimpulkan:a. 1) Larutan asam memerahkan lakmus biru.2) Larutan basa membirukan lakmus merah.3) Larutan netral tidak rnengubah warna lakmus.b. 1) Larutan elektrolit ada yang dapat mengubah warnalakmus dan ada yang tidak mengubah warna lak-mus. Yang mengubah warna lakmus dapat bersifatasam atau basa, yang tidak mengubah warnalakmus bersifat netral.2) Larutan nonelektrolit bersifat netral.2. Indikator universalHarga pH suatu larutan dapat diperkirakan denganmenggunakan trayek pH indikator.Keterangan:m = merahk = kuningb = birutb = tidak berwarnamu = merah ungumetil jinggametil merahbromtimol birufenolftaleinlakmusmmmkkkk kkkkk0123456789 10 11 12 13 143,2 4,4mmmkkkkkkkkkm4,8 6,0k kkb bbbbbk6,0 7,6kt b t b t bmu mu mu mutb8,210,0tb tb tbmb7
150KIMIA SMA Jilid 2pH suatu larutan juga dapat ditentukan dengan meng-gunakan indikator universal. Indikator universal merupakancampuran berbagai indikator yang dapat menunjukkan pHsuatu larutan dari perubahan warnanya.Warna indikator universalmerahmerah lebih mudamerah mudamerah jinggajinggakuninghijaubiruindigoungu sangat mudaungu mudaunguungu tuaungu tuapH1234567891011121314Tabel 5.3 Warna indikator universal pada larutan pH tertentuSumber: Brady, General Chemistry Principle and StructureContoh: Larutan X diuji dengan tiga indikator berikut.IndikatorMetil merahFenolftaleinBromtimol biruPerubahan warnakuningtidak berwarnahijauKesimpulanpH > 6,3pH < 8,3pH = 6,0–7,6Kesimpulan: pH larutan X berkisar antara 6,3 dan 7,6
151Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Memperkirakan pH Larutan dengan MenggunakanBeberapa IndikatorDengan mengetahui trayek perubahan warna indikatorkita dapat menentukan pH suatu larutan dengan caramenguji larutan itu dengan indikator. Pada eksperimenini akan digunakan kertas lakmus dan elektrolit yang “takdikenal”.Alat dan Bahan- Tabung reaksi dan rak16/1- Pipet tetes4- Larutan-larutan elektrolit A, B, C, D20 cm3- Kertas lakmus merah/biru5/5 helai- Indikator metil jingga- Indikator metil merah- Indikator fenolftalein- Indikator bromtimol biruCara Kerja1. a. Jatuhkan setetes elektrolit A pada:1) sepotong kertas lakmus merah;2) sepotong kertas lakmus biru.b. Tuangkan 3 cm3 larutan elektrolit A ke dalammasing-masing 4 tabung reaksi dan tambahkan3 tetes larutan indikator pada setiap tabung yaitu:- Metil jingga pada tabung 1- Metil merah pada tabung 2PercobaanTrayek perubahan indikatorWarnaMerah - kuningMerah - kuningKuning - biruTak berwarna - merahpH3,4–4,44,4–6,26,0–7,68,3–10,0IndikatorMetil jinggaMetil merahBromtimol biruFenolftalein
152KIMIA SMA Jilid 2- Bromtimol biru pada tabung 3- Fenolftalein pada tabung 4c. Catat pengamatanmu dan perkiraan pH larutan A.2. Lakukan pemeriksaan yang sama terhadap larutan-larutan elektrolit yang lain.Hasil Pengamatan1.2.IndikatorLakmus merah................................................................................................................................................................................................................................Larutan AWarna indikatorKesimpulan pHLakmus biru................................................................................................................................................................................................................................Larutan BWarna indikatorKesimpulan pHLarutan CWarna indikatorKesimpulan pHLarutan DWarna indikatorKesimpulan pHLarutanmetiljingga................................................................................................................................................................................................................................................................................AWarnaindikatorKesimpulanharga pHBWarnaindikatorKesimpulanharga pHCWarnaindikatorKesimpulanharga pHDWarnaindikatorKesimpulanharga pHmetilmerah................................................................................................................................................................................................................................................................................brom-timol biru................................................................................................................................................................................................................................................................................fenol-ftalein................................................................................................................................................................................................................................................................................Harga pHperkiraan................................................................................................................................................................................................................................................................................
153Larutan Asam Basa SMA Jilid 2PertanyaanSetelah larutan diperiksa dengan lakmus, indikator yangmanakah sebetulnya tidak perlu digunakan dalam peme-riksaan lebih lanjut terhadap:1. larutan A;2. larutan B;3. larutan C;4. larutan D?Jelaskan jawabanmu!Telah dipelajari bahwa asam kuat dan basa kuat dalamair hampir semua molekulnya terurai menjadi ion-ion.Berdasarkan banyaknya ion yang dihasilkan pada ionisasiasam dan basa dalam larutan, maka kekuatan asam dan basadikelompokkan menjadi asam kuat dan asam lemah serta basakuat dan basa lemah. Kekuatan asam dan basa tersebut dapatdinyatakan dengan derajat ionisasi.Derajat ionisasi (D) adalah perbandingan antara jumlahmolekul zat yang terionisasi dengan jumlah molekul zatmula-mula.Pada pelajaran yang lalu, telah diketahui bahwa per-bandingan molekul sama dengan perbandingan mol. Makaderajat ionisasi (D) dapat dinyatakan sebagai berikut.D = jumlah mol zat yang terionisasijumlah mol zat mula-mulaE. Kekuatan Asam dan Basa
154KIMIA SMA Jilid 2Larutan elektrolit kuat mengalami ionisasi sempurna,sehingga harga D mendekati satu. Sementara itu, larutanelektrolit lemah hanya mengalami ionisasi sebagian, sehinggaharga D sangat kecil (D < 1).Persamaan ionisasi untuk larutan elektrolit kuat, contohHCI:HCl(aq)oH+(aq)+ Cl–(aq)Semua molekul HCl terurai menjadi ion-ionnya, D= 1.Persamaan ionisasi asam lemah, contoh asam asetat (CH3COOH):CH3COOH(aq) CH3COO–(aq) + H+(aq)Hal ini berarti ionisasi elektrolit lemah termasuk kese-timbangan antara molekul-molekul zat elektrolit dengan ion-ionnya.1. Tetapan setimbang ionisasi asam lemahSecara umum persamaan reaksi ionisasi asamlemah dapat dituliskan sebagai berikut.HA(aq) H+(aq)+ A–(aq)[HA] mula-mula=Maderajat ionisasi HA =DHA yang terionisasi =MaDHA sisa=Ma – MaDTetapan kesetimbangan ionisasi asam lemah diberi simbolKa.Ka = +–[H ] [A ][HA]Karena: [H+] = [A–] (koefisien sama), dan [HA] sisa = [HA]mula-mula (derajat ionisasi HA sangat kecil).
155Larutan Asam Basa SMA Jilid 2maka: Ka = +2[H ]aM[H+]2 = KaMa[H+] = aaKMHA(aq) H+(aq) + A–(aq)Ma MaD + MaDKarena: [H+] = MaD dan [HA] = Ma [H+] = aaKMMaka: MaD = aaKMD = 2aaaKMMD =aaKMContoh soal:a. Berapa konsentrasi ion H dalam larutan CH3COOH0,01 M dalam air jika harga Ka = 1,75 u 10–5?Tentukan pula harga derajat ionisasi asam tersebut!Jawab:CH3COOH(aq)o H+(aq) + CH3COO–(aq)[H+]=aaKM=uu51,75 100,01=u71,75 10[H+] = 4,18 u 10–4D=aaKM=u51,75 100, 01= 0,0418
156KIMIA SMA Jilid 2b. Tentukan harga Ka bagi asam asetat, jika 0,1 molCH3COOH dalam 1 liter larutan mengandung 0,001 Mion H+!Jawab:Diketahui: [H+] = 0,001 M=1 u 10–3 MMa= 0,1 mol l–1Ditanyakan: Ka = ...?Jawab:[H+]=aaKM0,001 =u 0,1aK(1 u10–3)2=Kau 0,1Ka=uu611 1 01 1 0=1 u 10–5NamaAsam sianidaAsam nitritAsam sulfidaAsam sulfitAsam karbonatAsam asetatAsam oksalatAsam formatAsam benzoatAsam askorbatAsam fosfatTetapan ionisasi1aK4,9 u 10–104,5 u 10–48,6 u 10–81,7 u 10–24,3 u 10–71,8 u 10–55,6 u 10–21,8 u 10–46,3 u 10–57,9 u 10–57,1 u 10–32aK6,3 u 10–85,6 u 10–111,6 u 10–126,2 u 10–8RumusKimiaHCNHNO2H2SH2SO3H2CO3CH3COOHH2C2O4HCOOHC6H5COOHH2C6H6O6H3PO4Catatan:Harga2aKlebih kecil dari 1aKkarena molekul netral lebihmudah melepas H+ daripada anion sebab anion butuh H+Tabel 5.4Harga tetapan asam beberapa asam lemahpada suhu 25 °CHarga tetapan asam beberapa asam lemah dapat dilihatpada tabel berikut.Sumber: Kimia Dasar Konsep-konsep Inti
157Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Tentukan harga konsentrasi ion OH– yang terdapatdalam larutan dimetil amino (CH3)2NH0,01 M jika hargaKb larutan tersebut = 5,1 u 10–4! Tentukan pula hargaderajat ionisasi dari larutan tersebut!Jawab:Mb (CH3)2NH = 0,01 MKb = 5,1 u 10–42. Tetapan ionisasi basa lemahSecara umum persamaan reaksi ionisasi basalemah dapat dituliskan sebagai berikut.LOH(aq) L+(aq) + OH–(aq)[LOH] mula-mula=Mbderajat ionisasi LOH =DLOH yang terionisasi =MbDLOH sisa=Mb – MbD= Mb(1 – D)Tetapan kesetimbangan ionisasi basa lemah diberi simbolKb.Kb = +–[L ] [OH ][LOH]Karena [L+] = [OH–]maka:Kb= –2[OH ]bM[OH–]2 = KbMb[OH–] = ubbKMDengan cara yang sama seperti pada asam lemah akandiperoleh:D = bbKMContoh soal:
158KIMIA SMA Jilid 2a. [OH–]=bbKM=uu45,1 100, 01=u65,1 10= 2,26 u 10–3b.D=bbKM=u45,1 100, 01=0, 051= 0,226No.1234567Rumus kimiaNH3(aq)NH2BH2NH2OHCH3NH2C5H5NC6H5NH2C2H5NH2NamaAmoniaHidrasinHidroksiaminMetilaminaPiridinAnilinaEtil aminTetapan ionisasi1 u 8 u 10–51 u 7 u 10–61 u 1 u 10–84 u 4 u 10–41 u 7 u 10–94 u 3 u 10–104 u 7 u 10–4Tabel 5.5Harga tetapan basa beberapa basa lemahpada suhu 25 °CKesimpulan kekuatan asam dan basa:1. Asam kuat dan basa kuat terionisasi sempurna, se-dangkan asam lemah dan basa lemah terionisasisebagian.2. Makin besar harga Kaatau Kb makin kuat sifat asamatau basanya. Dan sebaliknya makin kecil harga Kaatau Kb makin lemah sifat asam atau basanya.3. Makin besar harga derajat ionisasi makin kuat sifatasam atau basanya.Sumber: Kimia Dasar Konsep-konsep Inti
159Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Untuk menyatakan tingkat keasaman/kebasaan suatularutan digunakan standar eksponen hidrogen atau pH.1. Tetapan kesetimbangan air (Kw)Air murni merupakan elektrolit yang sangat lemah,meskipun demikian bila diuji dengan menggunakan alatuji yang sangat peka, ternyata air memperlihatkan dayahantar listrik meskipun lemah. Kenyataan ini menunjukkanbahwa air dapat terionisasi menjadi ion H+ dan ion OH–meskipun sedikit.Persamaan kesetimbangan ionisasi air dapatdituliskan sebagai berikut:H2O(l) H+(aq) + OH–(aq)a – aDaDaDK = +–2[H ] [OH ][H O]Karena H2O yang terionisasi sangat kecil maka(H2O) dapat dianggap konstan. Artinya dapat dianggaptidak mengalami perubahan, sehingga:K[H2O] = [H+] [OH–]Kw =[H+] [OH–]Kw adalah tetapan kesetimbangan ionisasi air, mempunyaiharga tetap pada temperatur tetap.F. Derajat Keasaman/pH
160KIMIA SMA Jilid 2Pada suhu 25 °C harga derajat ionisasi air = 1,8 u 109sehingga pada kesetimbangan air:H2O(l) H+(aq) + OH–(aq)a – aDaD aDMisalkan untuk 1 liter air, berarti:volume larutan = 1 liter = 1.000 mLberat jenis air= 1 gram/mLmassa air= 1.000 mL u 1 gram/mL= 1.000 grammol air=1.00018mol[H+] yang terjadi =aD mol=1.00018u 1,8 u 10–9 mol[H+]=10–7 molKarena [H+]= [OH]–Maka [OH–] yang terjadi juga = 10–7 molVolume air murni diukur pada 1 liter maka:[H+] = [OH–] = 10–7 mol/LKw = [H+] [OH–]Kw = 10–7u 10–7Kw = 10–14Perhitungan-perhitungan mengenai konsentrasi H+atau OH– dalam suatu larutan selalu menyangkutbilangan-bilangan yang sangat kecil, maka bilangan-bilangan itu dinyatakan dalam harga logaritma negatifnya.Penyederhanaan bilangan yang sangat kecil denganharga logaritma negatifnya dikemukakan oleh ahli kimiaDenmark, S.P.L Sorensen pada tahun 1909 denganmengajukan konsep pH (p berasal dari kata potenz yangberarti pangkat dan H adalah tanda atom hidrogen).
161Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Jadi, pada air murni berlaku:pKw = –log Kw = –log 10–14Jadi:pKw = 14pKw= pH + pOHpH = –log [H+]= –log 10–7pH = 7pH = pOH = 72.pH larutan asam kuat dan basa kuatPada uraian mengenai asam kuat dan basa kuattelah kita pelajari bahwa seluruh atau hampir seluruhmolekul-molekul asam kuat dan basa kuat dalam airterurai menjadi ion-ionnya. Jadi, derajat ionisasi asam kuatdan basa kuat dapat dianggap = 1.Secara teoritis untuk menghitung konsentrasi ionH+ pada asam kuat dan ion OH– pada basa kuat, ter-gantung pada banyaknya ion H+ atau OH– yang dapatterionisasi dalam larutan.Contoh soal:a. Tentukan harga pH dan pOH larutan HCl 0,01 M!Jawab:Reaksi ionisasi:HCl(aq)o H+(aq) + Cl–(aq)0,01 M 0,01 M 0,01 M[H+] = [HCl] = 0,01 MpH = –log [H+] = –log 0,01= 2pOH = 14 – 2 = 12
162KIMIA SMA Jilid 2b. Tentukan harga pH larutan H2SO4 0,01 M!Jawab:Reaksi ionisasi:H2SO4(aq)o 2 H+(aq)+ 2–4SO ()aq0,01 M 0,02 M 0,01 M[H+] = 2 u 0,01 M = 0,02 MpH = –log [H+]= –log 2 u 10–2= 2 – log 2= 2 – 0,30= 1,699c. Tentukan harga pH dan pOH larutan NaOH 0,02 M!Jawab:Reaksi ionisasi:NaOH(aq)o Na+(aq)+ OH–(aq)0,02 M 0,02 M 0,02 M[OH–] = [NaOH] = 0,02 M[OH–]= 2 u 10–2MpOH = –log 2 u 10–2= 2 – log 2= 2 – 0,301= 1,699Jadi, pH larutan:pH + pOH = 14pH = 14 – pOH = 14 – 1,699 = 12,301d. Tentukan pH dan pOH larutan, jika 17,1 gram Ba(OH)2dilarutkan dalam air sehingga volume larutan men-jadi 500 mL (Ar Ba = 1137; O = 16; dan H = 1)!
163Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Jawab:Langkah 1:Ubah 17,1 gram Ba(OH)2 dalam 500 mL larutanmenjadi molaritas.M=22Massa Ba[OH]1.000 mL Ba[OH] mLrMVu=u17,11.00017,1500=0,2 MLangkah 2:Tulis persamaan reaksi ionisasi dari Ba(OH)2.Ba(OH)2o Ba2+ + 2 OH–0,2 M 0,2 M2 u 0,2 M[OH–]=2 u 0,2 M=0,4 MpOH = –log 0,4= –log 4 u 10–1= 1 – log 4= 1 – 0,602= 0,398Langkah 3:Tentukan harga pH.pH + pOH = 14pH = 14 – 0,398 = 13,6023.pH larutan asam lemah dan basa lemahPada uraian mengenai asam lemah dan basalemah dalam air, telah kita pelajari hanya sebagian kecilsaja molekul-molekul asam lemah atau basa lemah yangdapat terionisasi dalam air. Banyaknya asam atau basayang terurai ditentukan oleh derajat ionisasi (D) atauharga tetapan setimbang asam lemah atau basa lemah(Ka atau Kb).
164KIMIA SMA Jilid 2Untuk mendapatkan rumus konsentrasi ion H+ padaasam lemah telah dipelajari di depan, yaitu:[H+] = DMa[H+] = aaKMCatatan:Rumus ini digunakan tergantung dari data yang diketahui.Untuk mendapatkan rumus konsentrasi ion OH–pada basa lemah telah dipelajari pula di depan, yaitu:[OH–] = bbKM[OH–] = DMbCatatan:Rumus ini digunakan tergantung dari data yang diketahui.Dengan demikian pH dan pOH dari asam lemahdan basa lemah dapat ditentukan pula, yaitu:pH = –log [H+] dan pOH = –log [OH–]Contoh soal:a. Tentukan pH 0,01 M asam format bila harga Ka asamformat tersebut = 1,8 u 10–4!HCOOH(aq) HCOO–(aq)+ H+(aq)Jawab:[OH+]=aaKM=uu41, 8 1 00 , 0 1=u61, 8 1 0= 1,34 u 10–3pH= –log 1,34 u 10–3Ka = tetapan ionisasi asam lemahD= derajat ionisasiMa = konsentrasi asamKb= tetapan ionisasi basa lemahD= derajat ionisasiMb= konsentrasi basa
165Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Jadi, pH = 3 – log 1,34= 3 – 0,127= 2,873b. Tentukan pH larutan amonia (NH3)0,1 M dalam airbila derajat ionisasinya 0,014!NH3(aq) + H2O(l) NH+(aq) + OH–(aq)Jawab:[OH–]=DMb= 0,014 u 0,1= 0,0014= 1,4 u 10–3pOH = –log 1,4 u 10–3= 3 – log 1,4=2,85pH= 14 – pOH= 14 – 2,85= 11,15Pada bagian iniakan dibahas berbagai jenis reaksidalam larutan, khususnya larutan elektrolit. Pembahasanterutama mengenai zat-zat apa yang menjadi produk dari suatureaksi. Misalnya zat-zat apa yang terbentuk jika magnesiumdireaksikan dengan asam klorida? Sejauh ini, Anda belumdituntut untuk meramalkan hasil-hasil reaksi, walaupun Andasudah sering menyetarakan persamaan reaksi yang sudahditentukan rumus kimia zat-zat pereaksi dan zat-zat produknya.Oleh karena itu, sering timbul pertanyaan, bagaimana menge-tahui zat-zat hasil reaksi.G. Berbagai Jenis Reaksi dalam Larutan
166KIMIA SMA Jilid 2Pertanyaan seperti itu dapat dijawab melalui percobaan.Misalnya, kita mereaksikan magnesium dengan asam kloridaencer, ternyata magnesium larut disertai terbentuknya gelem-bung-gelembung gas. Gas itu tidak berwarna, tidak berbau,ringan, dan mudah meletup. Sifat-sifat ini menunjukkan bahwagas tersebut adalah gas hidrogen. Kemudian, jika larutan diuap-kan ternyata meninggalkan kristal berwarna putih, yaitu mag-nesium klorida, MgCl2. Jadi, dapat diketahui bahwa reaksi mag-nesium dengan asam klorida menghasilkan MgCl2 dan gas H2.Persamaan setara untuk reaksi itu adalahMg(s) + HCl(aq)o MgCI2(aq) + H2(g)Persamaan ionnya adalahMg(s)+ 2 H+(aq) + 2 Cl–(aq)o Mg2+(aq) + 2 Cl–(aq) + H2(g)Namun demikian, tidaklah setiap kali akan menuliskansuatu persamaan reaksi kita perlu melakukan percobaan. Kitadapat meramalkan zat-zat hasil reaksi berdasarkan penge-tahuan tentang sifat zat-zat yang direaksikan. Marilah kitamencoba beberapa contoh reaksi.1. Reaksi asam basaReaksi asam dengan basa menghasilkan garamdan air. Reaksi ini disebut reaksi penetralan atau reaksipenggaraman.Asam + Basa o Garam + AirGaram adalah senyawa ion yang terbentuk dariion positif basa dengan ion negatif sisa asam. Perhatikan-lah contoh-contoh berikut.Contoh:Reaksi antara larutan natrium hidroksida dengan larutanasam sulfat.Persamaan setara untuk reaksi ini:2 NaOH(aq) + H2SO4(aq)o Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
167Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Karena NaOH, H2SO4, dan Na2SO4 tergolong elektrolitkuat, maka zat-zat ini dapat ditulis sebagai ion-ion yangterpisah. Persamaan ion lengkap:2 Na+(aq) + 2 OH–(aq) + 2 H+(aq) + 24 SO ()aqo2 Na+(aq) + 24 SO ()aq+ 2 H2O(l)Persamaan ion bersih:OH–(aq) + H+(aq)o H2O(l) (semua koefisien dibagi dua)2. Reaksi oksida basa dengan asamOksida basa adalah oksida logam yang denganair membentuk basa dan dengan asam membentuk garamdan air. Oksida logam yang larut dalam air membentukbasa hanya oksida dari logam golongan alkali dan alkalitanah (kecuali oksida dari berilium tidak larut dalam air).Oksida Basa + Asam o Garam + AirContoh:a. Kalsium oksida larut dalam air membentuk kalsiumhidroksida:CaO(s) + H2O(l)o Ca(OH)2(aq)b. Reaksi kalsium oksida dengan asam klorida encerPersamaan reaksinya:CaO(s) + 2 HCI(aq)o CaCl2(aq) + H2O(l)HCI dan CaCI2 tergolong elektrolit kuat sehingga ditulissebagai ion-ion yang terpisah. Persamaan ion leng-kapnya:Persamaan ion bersih:CaO(s) + 2 H+(aq)o Ca2+(aq) + H2O(l)CaO(s) + 2 H+(aq) + 2 Cl–(aq)o Ca2+(aq)+ 2 Cl–(aq) + H2O(l)
168KIMIA SMA Jilid 23. Reaksi oksida asam dengan basaOksida asam adalah oksida unsur nonlogam yangdengan air membentuk asam dan dengan basa mem-bentuk garam dan air.Oksida Asam + Asam o Garam + AirContoh:CO2(g) + Ca(OH)2(aq)o CaCO3(s) + H2O(l)Persamaan ion lengkap:CO2(g) + Ca2+(aq) + 2 OH–(aq)o CaCO3(s) + H2O(l)Beberapa oksida asam dengan pasangan asam yangsesuai diberikan pada tabel.Tabel 5.6 Beberapa oksida asam4. Reaksi Iogam dengan asamHampir semua logam larut dalam asam kuat (HCIatau H2SO4) membentuk garam dan gas hidrogen. Logamyang tidak larut dalam asam kuat encer yaitu Cu, Hg, Ag,Pt, dan Au. Reaksi logam dengan asam merupakan reaksiredoks. Pada reaksi ini logam teroksidasi membentuk ionlogam dengan tingkat oksidasi terendah, sedangkan ionH+ mengalami reduksi membentuk gas hidrogen.Logam yang lebih reaktif dapat mendesak logamyang kurang reaktif dari larutannya. Urutan kereaktifandari beberapa logam adalah sebagai berikut:No.12345Oksida asamSO3N2O5P2O3P2O5Cl2O7Rumus asamH2SO4HNO3H3PO3H3PO4HClO4Sumber: Kimia Dasar Konsep-konsep Inti
169Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Li–K–Ba–Ca–Na–Mg–AI–Zn–Cr–Fe–Ni–Sn–Pb–(H)–Cu–Hg–Ag–Pt–AuContoh:Reaksi logam seng dengan larutan tembaga (II) sulfat.Zn akan teroksidasi menjadi Zn2+ yang selanjutnya ber-gabung dengan ion 24 SO membentuk larutan ZnSO4,sedangkan ion Cu2+ tereduksi menjadi logam Cu.Persamaan reaksi:Zn(s) + CuSO4(aq)o ZnSO4(aq) + Cu(s)CuSO4 dan ZnSO4 tergolong elektrolit kuat.Persamaan ion lengkap:Zn(s) + Cu2+(aq) + 24 SO ()aqo Zn2+(aq) + 24 SO ()aq +Cu(s)Persamaan ion bersih:Zn(s) + Cu2+(aq)o Zn2+(aq) + Cu(s)5. Reaksi antara dua jenis garamGaram 1 + Garam 2 o Garam 3 + Garam 4Garam 3 dan (atau) garam 4 sukar larut dalam air.Contoh:Reaksi larutan timbal(II)nitrat, Pb(NO3)2, dengan larutankalium iodida, KI, membentuk endapan timbal(II)iodida,PbI2.Persamaan reaksi:Pb(NO3)2(aq)+ 2 KI(aq)o PbI2(s) + 2 KNO3(aq)Persamaan ion lengkap:Pb2+(aq) + 3 2 NO ()aq + 2 K+(aq) + 2 I–(aq)oPbI2(s) + 2 K+(aq) + 3 2 NO ()aqPersamaan ion bersih:Pb2+(aq) + 2 I–(aq)o PbI2(s)
170KIMIA SMA Jilid 26. Reaksi suatu larutan garam dengan suatu larutanbasaGaram 1 + Basa 1 o Garam 2 + Basa 2Garam 2 dan (atau) basa 2 sukar larut daIam airContoh:Reaksi larutan tembaga(II)sulfat dengan larutan kalsiumhidroksida membentuk endapan tembaga(II)hidroksidadan larutan kalsium sulfat (jika konsentrasi larutan yangdireaksikan cukup pekat, maka kalsium sulfat yang ter-bentuk akan mengendap).Persamaan reaksi:CuSO4(aq) + Ca(OH)2(aq)o Cu(OH)2(s) + CaSO4(aq)Persamaan ion lengkap:Cu2+(aq) + 24 SO ()aq + Ca2+(aq) + 2 OH–(aq)oCu(OH)2(s) + Ca2+(aq) + 24 SO ()aqPersamaan ion bersih:Cu2+(aq) + 2 OH–(aq)o Cu(OH)2(s)7. Reaksi suatu larutan garam dengan suatu larutanasamGaram 1 + Asam 1 o Garam 2 + Asam 2Garam 2 sukar larut dalam air.Contoh:Reaksi larutan perak nitrat dengan larutan asam klorida,membentuk endapan perak klorida.AgNO3(aq) + HCI(aq)o AgCI(s) + HNO3(aq)Persamaan ion lengkap:Ag+(aq) + 3 NO ()aq + H+(aq) + CI–(aq)oAgCI(s) + H+(aq) + 3 NO ()aq
171Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Titrasi adalah cara analisis tentang pengukuran jumlahlarutan yang dibutuhkan untuk bereaksi secara tetap denganzat yang terdapat dalam larutan lain. Analisis yang berkaitandengan volume-volume larutan pereaksi disebut analisisvolumetri.Dalam volumetri sering juga dipakai istilah titer yangberarti bobot suatu zat yang ekuivalen dengan 1 mL larutanstandar.Umpamanya 1 mL larutan zat A ekuivalen dengan0,010 gram NaOH. Maka dikatakan bahwa titer larutan standarA terhadap NaOH adalah 0,010 gram.Titik EkuivalenPenetapan volumetri kadar zat B sebagai berikut.Pada larutan zat B dari suatu buret dititrasi (diteteskan)larutan standar A sampai titik ekuivalennya tercapai, yaitusampai:Banyak mol zat A : banyak mol zat B = perbandingankoefisiennya menurut persamaan reaksi.Dalam titrasi titik ekuivalen tersebut ditetapkan denganmemakai suatu indikator yaitu suatu zat yang harus mengalamiperubahan pada saat titik ekuivalen tercapai. Perubahanindikator tersebut dapat merupakan perubahan warna.Untuk titrasi asam dan basa:Bila dilakukan pada larutan asam kuat berbasa satu denganbasa kuat berasam satu, atau asam kuat berbasa dua denganbasa kuat berasam dua diterapkan rumus sebagai berikut.H. Titrasi Asam Basa
172KIMIA SMA Jilid 2V1M1 = V2M2Contoh:-Asam kuat berbasa satu dengan basa kuat berasam satuadalah HCI dengan KOH.-Asam kuat berbasa dua dengan basa kuat berasam duaadalah H2SO4 dengan Ba(OH)2.Contoh soal:1. Pada larutan 20 mL larutan KOH dititrasi dengan HCI0,1 M dengan menggunakan indikator fenolftalein (pp).Ternyata dibutuhkan 25 mL HCl 0,1 M!Berapa molaritas larutan KOH dan berapa [OH–]?Penyelesaian:Diketahui:V1 (KOH) = 20 mLV2 (HCl) = 25 mLM2 (HCl) = 0,1 MDitanyakan: a. M1 (KOH) = ...?b. [OH–] = ...?Jawab:a. V1M1 = V2M2 20 uM1 = 25 u 0,1M1 = 2, 520M1 (KOH) = 0,125 MJadi, molaritas KOH adalah 0,125 M.b. KOH o K+ + OH–[KOH] ~ [OH–]Jadi, [OH–] = 0,125 M2. Berapa gram asam cuka yang terlarut dalam 100 mLlarutan jika pada titrasi 25 mL larutan asam cukamembutuhkan 30 mL larutan KOH 0,1 M dengan indi-kator pp?
173Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Jawab:-Larutan yang dititrasi adalah asam lemah dengan basakuat.- Persamaan reaksi:KOH(aq) + CH3COOH(aq)o CH3COOH(aq) + H2O(l)30 mL 0,1 M25 mL xM- Jumlah mmol KOH = 30 mL u 0,1 M = 3 mmol.- Perbandingan koefisien = perbandingan mol1 mol KOH : 1 mol CH3COOH3 mmol KOH : 3 mmol CH3COOH3 mmol CH3COOH = 25 mL xM 3 mmol = 25 x mmol 3 = 25 xx = 0,12 molJadi, berat CH3COOH = 0,12 u 60 gram = 7,2 gramBila larutan asam bereaksi dengan larutan basa, akanterjadi reaksi antara ion hidrogen dari asam dan ion hidroksidadari basa membentuk molekul air.H+(aq) + OH–(aq)o H2O(l)Reaksi tersebut dinamakan reaksi penetralan jikajumlah mol ion H+ dari asam sama dengan jumlah mol ion OH–dari basa.Pada reaksi antara asam dan basa yang konsentrasi-nya sama tidak selamanya menghasilkan larutan netral, karenatergantung dari kekuatan dari asam dan basa tersebut.I. Reaksi Penetralan
174KIMIA SMA Jilid 2Salah satu cara menetralkan asam dengan basa atausebaliknya adalah dengan melakukan titrasi. Titrasi adalahpenambahan larutan baku atau larutan yang telah diketahuikonsentrasinya dengan bantuan indikator.Salah satu cara titrasi yaitu dengan menggunakanperangkat alat seperti pada gambar di samping.Untuk reaksi penetralan indikator yang digunakanadalah indikator yang berubah warna pada pH netral ataumendekati netral.1. Hal-hal penting pada titrasia. Titik ekivalenTitik ekivalen adalah saat jumlah mol H+ sama denganjumlah mol OH–. Biasanya ditunjukkan dengan hargapH.b. Titik akhir titrasiTitik akhir titrasi adalah saat di mana indikator ber-ubah warna.Reaksi penetralan asam basa dapat digunakanuntuk menentukan kadar/konsentrasi berbagai jenis la-rutan. Kadar larutan asam ditentukan dengan mengguna-kan larutan basa yang telah diketahui kadarnya, atausebaliknya.Proses penetapan kadar larutan dengan cara inidisebut titrasi asam basa/asidialkalimetri. Titrasi dilakukandengan mereaksikan sedikit demi sedikit/tetes demi teteslarutan basa melalui buret ke dalam larutan asam yangterletak dalam labu erlenmeyer, sampai keduanya tepathabis dengan ditandai berubahnya warna indikator,disebut titik akhir titrasi. Titik ekuivalen diketahui denganbantuan indikator.Gambar 5.3 PeralatantitrasiBuretberisi zatpentitrasizat yangakandititrasi
175Larutan Asam Basa SMA Jilid 2PercobaanTujuan:Menentukan molaritas HCl dengan larutanNaOH 0,1 M.Alat dan Bahan- Statif- Buret- Erlenmeyer- Tabung reaksi- Gelas ukur- Larutan HCl- Larutan NaOH 0,1 MCara Kerja1. Masukkan 20 mL larutan HCl dan 3 tetes indikatorfenolftalein dalam erlenmeyer!2. Isi buret dengan larutan NaOH 0,1 M hingga garis0 mL!3. Tetesi larutan HCl dengan NaOH!4. Penetesan dihentikan saat terjadi perubahan warnayang tetap (merah muda).5. Ulangi percobaan hingga diperoleh data yang hampirsama!PengamatanPertanyaan1. Tentukan volume NaOH rata-rata yang digunakan!2. Tentukan jumlah mol NaOH yang digunakan!3. Tentukan jumlah mol HCl berdasar perbandingankoefisien!NaOH(aq) + HCl(aq)o NaCl(aq) + H2O(l)4. Tentukan molaritas larutan HCl!statifklemlarutan NaOHbureterlenmeyerlarutan HCl dan indikator PPVolume HCl......................................................................................................No.123Volume NaOH yang digunakan...........................................................................................................................................................................
176KIMIA SMA Jilid 2Untuk mengetahui berapa molaritas larutan NaOH,maka 10 mL larutan ini dititrasi dengan HCl 0,1 M denganmenggunakan indikator fenolftalein. Bila yang dibutuhkan20 mL HCl 0,1 M, berapa molaritas NaOH?Jawab:H+(aq) + OH–(aq)o H2O20 mL HCl 0,1 M mengandung 2 10–2 mol H+2 10–3 mol H+ ~ 2 10–3 mol OH–Misal: molaritas NaOH = xM10 mL NaOH xM mengandung 10–2x mol OH–10–2x mol OH– = 2 10–3 mol OH– x = 2 10–1 = 0,2Jadi, molaritas NaOH 0,2 M.2. Penetralan asam kuat oleh basa kuatPerubahan pH pada penetralan asam kuat oleh basakuat, sebagai contoh 25 mL larutan HCl 0,1 M yang ditetesidengan larutan NaOH 0,1 M sedikit demi sedikit hinggamencapai 50 mL, ditunjukkan oleh gambar 5.4. Setiapperubahan pH dicatat volume NaOH yang ditambahkannya.Data yang diperoleh tertera pada tabel berikut.Tabel 5.7Harga pH pada titrasi asam kuat denganbasa kuatVolume NaOH 0,1 Myang ditambahkan (cm3)0,05,010,015,020,022,024,024,524,925,025,125,526,0pHHCl 0,1 M1,001,181,371,601,952,202,693,003,707,0010,3011,0011,29
177Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Kurva yang didapat adalah sebagai berikut.Pada titrasi HCl dengan NaOH, mula-mula pH naiksangat lambat kemudian terjadi lonjakan pH dan selanjut-nya kenaikkan pH lambat lagi. Titik tengah bagian vertikalgrafik adalah titik ekivalen titrasi. Pada titrasi asam kuatdan basa kuat titik ekivalen terjadi pada pH 7. Larutandengan pH 7 bersifat netral yaitu jumlah ion H+ samadengan ion OH–.3. Penetralan asam lemah oleh basa kuatPerubahan pH pada penetralan asam lemah olehbasa kuat, dalam hal ini 25 mL larutan CH3COOH 0,1 Myang ditetesi dengan larutan NaOH 0,1 M sedikit demi sedikitVolume NaOH 0,1 Myang ditambahkan (cm3)28,030,035,040,045,050,0pHHCl 0,1 M11,7511,9612,2212,3612,4612,52Gambar 5.4Kurva titrasi asam kuat dengan basa kuat, dalam hal inititrasi larutan HCl dengan larutan NaOH141312111098765432105 10 15 2025 30 3540 4550Volume NaOH 0,1 (mL)MpHtitik ekivalen
178KIMIA SMA Jilid 2hingga mencapai 50 mL, ditunjukkan oleh gambar 5.5. Setiapperubahan pH dicatat volume NaOH yang ditambahkannya.Data yang diperoleh tertera pada tabel berikut.Tabel 5.8Harga pH pada titrasi asam lemah denganbasa kuatKurva yang didapat adalah sebagai berikut.Volume NaOH 0,1 Myang ditambahkan (cm3)0,05,010,015,020,022,024,024,524,925,025,125,526,028,030,035,040,045,050,0pHCH3COOH 0,1 M2,874,144,574,925,355,616,136,447,148,7210,3011,0011,2911,7511,9612,2212,3612,4612,52Gambar 5.5 Kurva titrasi NaOH dan CH3COOH141312111098765432105 10 15 2025 30 3540 4550Volume NaOH 0,1 (mL)MpHtitik ekivalen
179Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Titrasi asam lemah dengan basa kuat prinsipnyasama tetapi ada sedikit perbedaan. Pada titrasi CH3COOHdengan NaOH, pH dimulai dari pH 3 dan titik ekivalenterjadi pada pH yang lebih tinggi pula. Hal ini disebabkanCH3COOH adalah asam lemah dan menghasilkan ion H+dalam jumlah yang sedikit. Titik ekivalen terjadi pada pH8,72. Pada campuran terdapat pula natrium asetat yangbersifat basa lemah dan meningkatkan pH.Setelah titik ekivalen kedua grafik sama kembalikarena pH hanya bergantung pada ion hidroksida yangditambahkan saja.Kurva titrasi membantu untuk menentukan indikatorapa yang cocok untuk suatu titrasi. Pada titrasi asam kuatdengan basa kuat, indikator fenolftalein dapat digunakanwalaupun perubahan warna dari tidak berwarna ke merahmuda mulai pH 8,72 tetapi dari titik ekivalen penambahanNaOH hanya 0,01 cm3, jadi dapat diabaikan. Untuk titrasiasam lemah dengan basa kuat indikator fenolftaleinsudah tepat digunakan karena titik ekivalen berada padaawal trayek pH (8,3).4. Penetralan basa lemah oleh asam kuatPerubahan pH pada penetralan basa lemah olehasam kuat, misalnya larutan 100 mL NH4OH 0,1 M dititrasidengan larutan HCl 0,1 M atau sebaliknya.No.1234% kelebihanBasa10050101Asam----PenambahanHCl (mL)0509099bgMM-50501090199pOH2,874,755,76,75pH11,139,258,37,25Kete-rangan1)2)Tabel 5.9 Harga pH pada titrasi basa lemah dengan asam kuat
180KIMIA SMA Jilid 2Gambar 5.6 Kurva titrasi asam kuat dengan basa lemahNo.5678910% kelebihanBasa0,1--1--Asam--0,1-10100PenambahanHCl (mL)99,9100100,1101110200bgMM0,199,9-----pOH7,76pH6,245,284,33,32,31,5Kete-rangan3) TitikekivalenPercobaanDalam kehidupan sehari-hari, teknik titrasi banyakdigunakan misalnya untuk mengetahui kadar suatu zat.Menentukan Kadar Asam di PerdaganganAsam cuka sering digunakan di dapur untuk keperluanmemasak dengan bermacam-macam merek. Cobaperhatikan apa yang tertulis dalam label asam cuka.02467810121086 420 2468 10% kelebihanpHAsam kuatmetil merahtitik netralisasibasa lemahAsamBasa
181Larutan Asam Basa SMA Jilid 2Perlu diketahui kadar asam cuka pekat adalah 17,4 M.Apakah kadar yang tertulis dalam label itu benar? Untukmenentukan kadar asam asetat dalam cuka dapur terse-but dapat dilakukan dengan cara titrasi asam basa.Cara Kerja1. Catat merek cuka yang digunakan dan kadar asamyang tercantum pada labelnya.2. Ambil 2 mL larutan asam cuka dan tambahkan 1 tetesindikator fenolftalein.3. Titrasi larutan ini dengan larutan NaOH 0,1 M.4. Catat volume NaOH yang digunakan sampai indikatortepat berubah warna.5. Hitung molaritas larutan CH3COOH dalam cuka dapur.6. Bandingkan dengan label pada botol cuka (massajenis larutan 0,95 g/mL)Contoh perhitunganUntuk mengetahui % asam cuka dilakukan dengan titrasi2 mL larutan asam cuka dan memerlukan 35 mL larutanNaOH 0,1 M. Massa jenis larutan 950 g/L.a. Tentukan molaritas asam cuka!b. Berapa % kadar asam cuka tersebut?Jawab:a.Masam = uubasabasaasam35 0,12VVV= 1,75 Mb. Dalam 1 liter larutan cuka terdapat 1,75 u 60 gramcuka = 105 gram cuka. Berat 1 liter larutan = 950gram.% larutan cuka = u105100%950= 11,05%
182KIMIA SMA Jilid 21. Asam mempunyai rasa masam dan basa mempunyai rasa pahit.2. Zat indikator dapat mengubah warna bila lingkungannya berubah sifat.3. Indikator asam dan basa yang sering digunakan di laboratorium adalahindikator kertas lakmus.-larutan asam, memerahkan kertas lakmus biru,-larutan basa, membirukan kertas lakmus merah,-larutan netral tidak mengubah warna lakmus.4. Asam menurut Arrhenius adalah suatu zat yang bila dilarutkan dalam airdapat memberikan atau memperbesar konsentrasi ion H+.5. Basa menurut Arrhenius adalah suatu zat yang bila dilarutkan dalam airdapat memperbesar konsentrasi ion OH–.6. Konsep asam basa menurut Bronsted dan Lowry.a. Asam ialah senyawa yang dapat memberikan proton kepada senyawalain, disebut donor proton.b. Basa ialah senyawa yang dapat menerima proton dari senyawa lain,disebut akseptor proton.7. Garam ialah senyawa yang terbentuk dari ion positif dan ion negatif asam.8. Derajat ionisasi (D) = Jumlah mol zat yang terionisasiJumlah mol zat mula-mula Pasangan asam basa konjugasiAsam1 + Basa2 Basa1 + Asam2 Pasangan asam basa konjugasi
183Larutan Asam Basa SMA Jilid 29. Tetapan ionisasi asam lemah: Ka = >@[][]HAHA[H+] = aaKMD = aaKM10. Tetapan ionisasi basa lemah: Kb = –[][][]LOHLOH[OH–] = bbKMD = bbKM11. Pada suhu 25 °C harga tetapan kesetimbangan air murni Kw = 1 u 10–14.12. Keasaman suatu larutan dinyatakan dengan derajat keasaman (pH) yangdidefinisikan sebagai –log [H+] larutan.13. Larutan bersifat asam jika pH < 7, netral jika pH = 7, dan basa jika pH > 7.14. Harga pH suatu larutan dapat ditunjukkan dengan indikator. Untuk menentu-kan kadar suatu asam atau basa dapat dilakukan dengan titrasi asam ataubasa itu.15. Trayek perubahan warna indikator adalah batas-batas pH di mana indikatormengalami perubahan warna.16. -pH adalah –log [H+]; untuk asam kuat [H+] = aM-pOH adalah –log [OH–]; untuk basa kuat [OH–] = bM-pH + pOH = 14.- untuk asam lemah = [H+]=DMa[H+]=aaKM- untuk basa lemah= [OH–]=bbKM[OH–]=DMb
184KIMIA SMA Jilid 2A. Berilah tanda silang (X) pada huruf A, B, C, D, atau E di depan jawabanyang tepat!Indikatormetil merahbromtimol birufenolftaleinWarnamerah kuningkuning birutidak berwarnamerahTrayek pH3,4–4,46,0–7,68,0–101. Diketahui trayek perubahan warnaindikator sebagai berikut.Hasil analisis air hujan menunjuk-kan:- Terhadap indikator metil merahmemberi warna kuning.- Terhadap indikator bromtimolbiru memberi warna biru.- Terhadap indikator fenolftaleintak berwarna.Hasil analisis ini menunjukkan bah-wa pH air hujan itu adalah ....A. lebih kecil dari 3,1B. terletak antara pH 4,4–6,0C. lebih kecil dari 7,6D. terletak antara 7,6–8,0E. lebih besar dari 10,0No.12345SenyawaHAHBHCHDHEKa1,8 u 10–41,8 u 10–56,7 u 10–53,4 u 10–87,2 u 10–102. Diberikan tabel data harga Kaasam sebagai berikut.Berdasarkan data tersebut asamyang paling lemah adalah ....A. HAD. HDB. HBE. HEC. HC3. Larutan 0,74 gram Ca(OH)2 (Mr =74) dalam 2 liter air, mempunyaiharga pH ....A. 2 – log 2B. 2C. 12D. 12 + log 4E. 13 – log 2
185Larutan Asam Basa SMA Jilid 2biruTLarutanWarnalakmusmerahdalamlarutanmerahSmerahRbiruQmerahPbiruWarnalakmusbirudalamlarutanbirumerahbirumerah4. Data hasil pengujian larutan dengankertas lakmus merah dan biru.Berdasarkan data tersebut, larutanyang mengandung OH– adalah ....A. P dan SD. S dan TB. Q dan SE. Q dan TC. R dan P5. Larutan 100 cm3 H2SO4pH = 2diencerkan hingga volume larutanmenjadi 1.000 cm3, maka pH la-rutan yang terbentuk adalah ....A. 1D. 4B. 2E. 5C. 36. Harga pH larutan yang terbesarterdapat dalam larutan ....A. 0,1 mol NaOH dalam 1 literlarutanB. 0,01 mol KOH dalam 2 literlarutanC. 0,01 mol Ca(OH)2 dalam 0,5 li-ter larutanD. 0,1 mol Ba(OH)2 dalam 2 literlarutanE. 0,1 mol Sr(OH)2 dalam 1 literlarutan7. Derajat keasaman (pH) larutanasam asetat 0,2 M(Ka= 2 u 10–5) adalah ....A. 2 – log 3B. 3 – log 2C. 4 – log 4D. 5 – log 2E. 6 – log 48. Reaksi berikut:NH4(aq) + H2O(aq)H3O+(aq) + NH3(aq)Spesi-spesi yang merupakanpasangan asam basa konjugasiadalah ....A. H3O+ dan NH4B. H3O+ dan H2OC.NH4 dan H2OD. NH3 dan H3O+E. H2O dan NH39. Pada reaksi OH– + NH4H2O + NH3 yang merupakan pa-sangan asam basa berkonjugasiadalah ....A.NH4 dan NH3B. OH– dan NH3C.NH4 dan H2OD. NH3 dan H2OE.NH4 dan OH–-
186KIMIA SMA Jilid 210. Ion hidrogen sulfit dapat bertindaksebagai basa dalam reaksi denganzat lain. Pilihan persamaan reaksiyang mendukung pernyataan ter-sebut ....A.HSO3(aq) + H2O(l)oSO32(aq) + H3O+(aq)B.HSO3(aq) + NH3(aq)oSO32(aq) + NH4(aq)C.HSO3(aq) + CH3COO–(aq)oSO32(aq) + CH3COOH(aq)D.HSO3(aq) + H2O2(aq)oHSO4(aq) + H2O(l)E.HSO3(aq) + H2O(l)oH2SO3(aq) + OH–(aq)11. Reaksi larutan elektrolit di bawahini yang menghasilkan endapanadalah ....A. HCl(aq) + NaOH(aq)B. KNO3(aq) + NaBr(aq)C. Ca(OH)2(aq) + HCl(aq)D. AgNO3(aq) + NaCl(aq)E. NaNO3(aq) + KCl(aq)12. Larutan natrium karbonat direaksi-kan dengan larutan asam kloridamenghasilkan gas karbon dioksidadan air. Persamaan reaksi ionnyaadalah ....A. Na2CO3(aq) + 2 HCl(aq)o2 NaCl(aq) + CO2(aq) + H2O(l)B. 2 Na+(aq) + CO32 + 2 H+(aq) +2 Cl–(aq)o 2 Na+(aq) + 2 Cl–(aq) + CO2(g) + H2O(l)C. Na2CO3(aq) + 2 HCl(aq)o2 Na+(aq) + Cl2(aq) + CO2(aq)+ H2O(g)D.CO32(aq) + 2 H+(aq)o CO2(g)+ H2O(l)E.CO3(aq) + H+(aq)o CO2(g) +H2O(l)13. Aluminium sulfat Al2(SO4)3 seba-nyak 3,42 gram ditambah air hing-ga volume larutan 2 liter. Jika dike-tahui Ar Al = 27; S = 32; dan O =16, maka molaritas larutan yangterbentuk adalah ....A. 0,5 MD. 0,01 MB. 0,1 ME. 0,005 MC. 0,05 M14. Data hasil percobaan titrasi larutanNaOH dengan larutan HCl sebagaiberikut.Titik netralisasi ditunjukkan padapercobaan ....A. 1D. 4B. 2E. 5C. 3Volume NaOH0,15 M10 mL10 mL10 mL10 mL10 mLVolume HCl0,1 M5 mL12 mL15 mL20 mL24 mLPer-cobaan12345
187Larutan Asam Basa SMA Jilid 215. Diketahui reaksi:HPO24(aq) + H2O(l)HPO42(aq) + H3O+(aq)Yang merupakan pasangan asambasa konjugasi adalah ....A. H2PO– dan H2OB. HPO2– dan H3O+C. H2PO– dan H3O+D. HIO– dan H2OE. H2PO– dan HPO2–16. Berikut ini yang bukan merupakansifat larutan basa adalah ....A. rasa pahitB. mengandung ion hidroksidaC. tidak dapat bereaksi denganasamD. mengubah lakmus merah men-jadi biruE. menghantarkan listrik17. Asam-asam berikut yang merupa-kan asam terkuat adalah ....A. H3PO4D. H2SO4B. HClO4E. HAIO2C. H2SiO318. Kertas lakmus merah akan ber-ubah warnanya menjadi biru jikaditeteskan larutan ....A. asam sulfatB. natrium kloridaC. barium hidroksidaD. asam cukaE. asam iodida19. Pada suatu percobaan diperolehdata sebagai berikut.Berdasarkan data tersebut larutanyang bersifat asam adalah ....A. AB. BC. CD. DE. E20. Larutan asam asetat 10 mL 0,1 Mdiencerkan dengan air sampaivolume larutan menjadi 1.000 mL,maka perubahan pH larutan dari.... (Kaasetat = 1,0 u 10–5)A. 1 menjadi 2B. 1 menjadi 3C. 3 menjadi 4D. 3 menjadi 5E. 3 menjadi 6Indikator/lakmusmerahmerahmerahmerahbirumerahbirubirubirumerahbirubirulampumenyala+–++–LarutanABCDEB. Jawablah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan tepat!1. Diketahui suatu larutan basa lemah MOH mempunyai konsentrasi 0,001 M,Kb = 1 u 10–5. Tentukan harga pH larutan tersebut!
188KIMIA SMA Jilid 22. Diberikan 5 reaksi asam basa menurut Bronsted-Lowry sebagai berikut.a. CH3COOH + H2O CH3COO– + H3O+b. H2SO4 + H2O H3O + HSO4c. H2O+ NH3NH4 + OH–d. CN– + H2O HCN + OH–e.HSO4 + H2O H3O+ + SO42Tunjukkan pasangan asam dan basa konjugasinya!3. Disediakan 6 macam larutan yaitu: Na2CO3 1 M, BaCl2 1 M, K2SO4 1 M, NaOH1 M, HCl 1 M, H2SO4 1 M. Dengan menggunakan larutan tersebut, jawablahpertanyaan berikut!a. Tuliskan reaksi dari pasangan larutan yang menghasilkan gas!b. Tuliskan reaksi dari pasangan larutan yang menghasilkan endapan!c. Tuliskan reaksi dari pasangan larutan yang menghasilkan air!4. 200 mL udara dialirkan ke dalam air kapur menghasilkan endapan CaCO3sebanyak 0,05 gram, menurut reaksi:CO2(g) + Ca(OH)2(aq)o CaCO3(s) + H2O(l)Tentukan kadar CO2 di udara!(Ar C = 12; O = 16; Ca = 40; dan H = 1)5. Data hasil titrasi 10 ml larutan asam H2SO4 dengan larutan NaOH 0,1 M sebagaiberikut.a. Hitung molaritas asam yang bereaksi!b. Tulis persamaan reaksi tersebut!c. Indikator apakah yang akan digunakan pada titrasi tersebut?Titrasi ke-123Volume larutan NaI yang ditambahkan5,0 mL4,9 mL5,1 mL