5 ASAM BASA A.
TEORI ASAM DAN BASA
B.
INDIKATOR ASAM BASA
C.
MENGHITUNG pH LARUTAN ASAM BASA
D. TITRASI ASAM BASA Buah-buahan seperti sirsak, jeruk, duku dan mangga, bagaimana rasanya? Berbeda bila secara tidak sengaja pada saat mandi, sabun terjilat Anda, bagaimana pula rasanya? Bahan yang rasanya masam (kecut) tentu berbeda sifat kimianya dengan yang rasanya pahit. Rasa masam merupakan salah satu sifat dari senyawa asam sedangkan rasa pahit merupakan salah satu sifat dari senyawa basa. Di alam dan khususnya di dalam laboratorium kimia, banyak sekali kita jumpai senyawa yang tergolong asam dan basa. - Apakah asam dan basa itu? - Bagaimanakah cara mengenal dan membedakannya? - Bolehkah kita mencicipi bahan-bahan di laboratorium? - Untuk mengetahui sifat asam dan basa, zat apakah yang dapat digunakan untuk mengetahui dan mengukur asam, dan basa tanpa mencicipi? Kenyataan tidak dapat dipungkiri rasa masam pada buah jeruk berbedabeda, ada yang manis asam, ada yang masam sekali, dan sebagainya. - Bagaimana derajat keasamannya?
122
KIMIA XI SMA
-
Bagaimana cara menentukannya? Pada bab ini akan kita pelajari teori asam basa, indikator, pH, dan titrasi asam basa. Mengenai hubungan antara hal-hal tersebut dapat Anda perhatikan peta konsep di bawah ini.
ASAM BASA
teori
indikator
lakmus
alam
universal
Arrhenius
lain2 -mo -PP -BTP -digital titrasi
BronstedLowry
perubahan PH pd titrasi
pengertian
Lewis
dari
degan perhitunganya
pengertian
asam kuat basa kuat
kesetim bangan air
asam lemah basa lemah
menentukan PH
1. asam kuat + basa kuat 2. asam kuat + basa lemah 3. asam lemah + basa kuat 4. asam lemah + basa lemah
PH
Petakonsep asam basa
A. TEORI ASAM DAN BASA Apakah yang menyebabkan rasa pada bahan makanan berbeda-beda? Telah disebutkan sebelumnya karena setiap bahan makanan memiliki sifat kimia yang berbeda yaitu asam dan basa. Kata asam berasal dari bahasa latin Acetum yang artinya cuka Cuka adalah asam asetat yang banyak digunakan oleh masyarakat antara lain sebagai: - penyedap masakan, misalnya pada bakso dan mie ayam - membuat acar (campuran cuka dengan buah ketimun)
KIMIA XI SMA
Gambar 5.1 Asam cuka
Rumus kimia Cuka
CH3COOH
Kata basa (alkali) berasal dari bahasa Arab Alqali yang berarti Abu, karena memiliki sifat yang sama dengan abu (sisa bahan pembakaran kayu). Salah satu teori asam – basa yang sangat terkenal dan banyak digunakan dalam menghitung dan menentukan derajat keasaman/kebasaan adalah teori asam – basa Arrhenius.
1. Teori asam - basa Arrhenius Pada tahun 1807, seorang ilmuan dari Swiss yang bernama Svante Arrhenius mengemukakan teori asam dan basa sebagai berikut. a. Asam adalah senyawa yang jika dilarutkan dalam air terionisasi menghasilkan ion H+. b. Basa adalah senyawa yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion OH-. a. Asam Menurut Arrhenius, asam adalah senyawa yang bila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion H+. Contoh asam dan reaksi ionisasinya dalam air HCl(aq) ⎯→ H+(aq) + Cl-(aq) HBr(aq) ⎯→ H+(aq) + Br-(aq) HCN(aq) ⎯→ H+(aq) + CN-(aq) HNO3(aq) ⎯→ H+(aq) + NO3-(aq) H2SO4(aq) ⎯→ 2H+(aq) + SO42-(aq) CH3COOH(aq) ⎯→ H+(aq) + CH3COO-(aq) H2CO3(aq) ⎯→ 2H+(aq) + CO32-(aq)
123
124
KIMIA XI SMA
Berdasarkan banyaknya ion H+ yang dihasilkan senyawa asam dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: 1) asam monoprotik, yaitu senyawa asam yang bila dilarutkan dalam air hanya menghasilkan satu ion H+ Contoh: HCl. HBr, HCN, HNO3, CH3COOH. 2) asam diprotik, yaitu senyawa asam yang bila dilarutkan dalam air menghasilkan dua ion H+. Contoh: H2SO4, H2CO3, H2S. 3) asam triprotik, yaitu senyawa asam yang bila dilarutkan dalam air menghasilkan tiga ion H+. Contoh: H3PO3, H3PO4 Secara umum senyawa asam yang menghasilkan dua, tiga ion H+ atau lebih disebut asam poliprotik. b. Basa Basa adalah senyawa yang bila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion OH-. Perhatikan contoh reaksi berikut dalam air LiOH(aq) ⎯→ Li+(aq) + OH-(aq) NaOH(aq) ⎯→ Na+(aq) + OH-(aq) KOH(aq) ⎯→ K+(aq) + OH-(aq) Mg(OH)2(aq) ⎯→ Mg2+(aq) + 2OH-(aq) Ca(OH)2(aq) ⎯→ Ca2+(aq) + 2OH-(aq) Al(OH)3(aq) ⎯→ Al3+(aq) + 3OH-(aq) Sebagaimana pengelompokan asam, maka basa dapat dikelompokkan berdasarkan gugus OH- yang diikatnya, yaitu: 1. basa monohidroksi, 2. basa dihidroksi, dan 3. basa trihidroksi.
2. Teori asam basa Bronsted – Lowry Dalam Arrhenius tidak dapat menjelaskan suatu larutan yang pelarutnya bukan air. Untuk melengkapi kekurangan teori Arrhenius tersebut pada tahun 1923, dua orang ilmuwan yang secara terpisah yaitu Johanes Nicolas Bronsted (1879-1947) dari Denmark dan Thomas Lowry seorang
KIMIA XI SMA
Kimiawan dari Inggris, mengemukakan teori yang sama mengenai asam dan basa. Menurut Bronsted Lowry • asam adalah zat yang dalam reaksi bertindak sebagai donor proton (memberi ion H+) • basa adalah zat yang dalam reaksi bertindak sebagai akseptor proton (penerima ion H+) HCl dalam air bersifat asam, dapat dijelaskan sebagai berikut. → H O+ + ClHCl(aq) + H2O(l) ← 3 (aq) (aq) Dalam reaksi tersebut: -
HCl diubah menjadi Cl-, jadi HCl sebagai donor proton (memberikan ion H+) → HCl asam
-
H2O diubah menjadi H3O+, (menerima ion
H+)
jadi H2O sebagai akseptor proton
→ H2O basa
-
HCl dan Cl- → disebut pasangan asam – basa konjugasi
-
H2O dan H3O+ → disebut pasangan basa – asam konjugasi asam basa konjugasi
HCl
+
H2O
asam
→ ←
H3O+
basa
+
asam
Clbasa
asam basa konjugasi
Reaksi NH3 dalam air → NH + + OHNH3(g) + H2O(l) ← 4 (aq) (aq) Dalam reaksi tersebut : -
NH3 diubah jadi NH4+, jadi NH3 sebagai akseptor proton (penerima ion H+) → NH3 sebagai basa
-
H2O diubah menjadi OH-, maka H2O sebagai donor proton (pemberi ion H+) → jadi H2O sebagai asam
-
NH3 dan NH4+ → disebut pasangan basa – asam konjugasi
-
H2O dan OH- → disebut pasangan asam – basa konjugasi asam basa konjugasi
NH3(g) basa
+
H2O(l)
→ ←
asam asam basa konjugasi
NH4+(aq) asam
+
OH-(aq) basa
125
126
KIMIA XI SMA
Apakah yang dapat kamu simpulkan dari reaksi HCl dengan air dan reaksi NH3 dengan air? Sifat asam dan basa menurut Bronsted dan Lowry bersifat "relatif" artinya sifat asam dan basa itu bergantung pada pasangan reaksinya. Jika pasangan reaksinya lebih bersifat asam maka zat itu bersifat basa, sebaliknya bila pasangan reaksinya itu lebih bersifat basa maka zat itu bertindak (bersifat) sebagai asam. Menurut uraian di atas coba berikan kesimpulan tentang asam dan basa menurut teori Bronsted dan Lowry, Apakah kelebihan dan kekurangannya dibandingkan teori Arrhenius? Contoh soal 5.1 Tentukan asam basa konjugasi pada reaksi berikut! → H SO HSO4-(aq) + H3O+(qa) ← 2 4(aq) + H2O(l) Jawab: asam basa konjugasi
HSO4-(aq)
+
basa
H3O+(aq) asam
→ ←
H2SO4(aq)
+
H2O(l)
asam
basa
asam basa konjugasi
3. Teori asam basa Lewis Pada tahun 1938, G.N. Lewis menyatakan teori asam basa berdasarkan serah terima pasangan elektron. Hal ini dapat disimak dari reaksi antara AlCl3 dengan NH3 berikut.
Cl | Cl – Al | Cl asam
+
H | N–H | H basa
Cl | ⎯⎯→ Cl – Al | Cl
H | N–H | H
ikatan kovalen koordinasi
Molekul AlCl3 menerima sepasang elektron bebas dari molekul NH3 untuk berikatan. Ikatan yang terjadi antara Al dan N adalah ikatan kovalen koordinasi. Pada reaksi tersebut molekul AlCl3 bertindak sebagai asam dan molekul NH3 sebagai basa. Jadi apa yang dimaksud asam-basa menurut Lewis?
KIMIA XI SMA
Contoh 5.2 Tunjukkan asam-basa menurut teori Lewis pada reaksi AlCl3 dengan Cl– Jawab: Cl | Cl – Al | Cl
+
–
Cl
Cl | ⎯⎯→ Cl – Al | Cl
AlCl3 menerima sepasang elektron dari ion Cl–
–
Cl
ikatan kovalen koordinasi
sebagai asam : AlCl3 sebagai basa : Cl–
Latihan 1 1. Golongkan zat-zat di bawah ini termasuk asam atau basa menurut Arrhenius! a. larutan CH3COOH d. larutan HCOOH b. larutan NH4OH e. larutan H2SO4 c. larutan H3PO4 2. Tentukan pasangan asam basa konjugasi pada reaksi berikut: a. CH3COOH(aq) + NH3(aq) ⎯→ NH4+(aq) + CH3COO–(aq) b. H2O(l) + HPO42-(aq) ⎯→ H2PO4–(aq) + OH–(aq) 3. Berdasarkan teori Lewis tunjukkan asam basa di bawah ini: a. BF3 + NH3 ⎯→ BF3NH3 b. HgBr2 + 2Br– ⎯→ [HgBr4]2-
B. INDIKATOR ASAM - BASA Bagaimanakah cara mengetahui (mendeteksi) adanya ion H+ dan OHdalam suatu larutan? Kalau bahan-bahan tersebut di atas terdapat pada bahan makanan tentu adanya ion H+ atau ion OH- dapat kita deteksi berdasarkan rasanya. Dengan cara dicicipi kita dapat meramalkan/menetapkan bahwa bahan makanan yang rasanya masam (kecut) pasti mengandung ion H+ ( asam) dan bahan makanan yang rasanya pahit kemungkinan mengandung ion OH- (basa). Gambar 5.2 Bahan-bahan yang bersifat asam dan basa.
127
128
KIMIA XI SMA
Namun, dengan cara mencicipi tentu banyak kelemahan data yang kita peroleh karena selain ditentukan oleh kepekaan seseorang juga bersifat relatif untuk menetapkan rasa masam, pahit, manis dan seterusnya, tiap orang memiliki kepekaan yang berbeda. Cara ini hanya boleh dilakukan khusus pada bahan makanan. Sedangkan bahan-bahan di laboratorium dilarang keras untuk dicicipi karena dapat membahayakan dan bersifat racun yang bisa mematikan. Agar kita aman dari bahaya keracunan maka para ahli kimia berusaha untuk membuat alat bantu untuk mendeteksi adanya ion H+ pada asam dan ion OH- pada basa. Alat bantu tersebut adalah indikator.
1. Indikator lakmus Salah satu indikator asam – basa yang sering digunakan di laboratorium adalah kertas lakmus Ada 2 macam kertas lakmus, yaitu kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru.
Gambar 5.3 Kertas lakmus merah dan biru.
Bagaimanakah sifat indikator kertas lakmus tersebut? untuk mengetahuinya perhatikan data perubahan warna kertas lakmus dalam beberapa larutan senyawa-senyawa berikut: Tabel 5.1 Perubahan warna kertas lakmus dalam beberapa larutan senyawa. No.
Larutan
1. 2.
HCl 0,1 M CH3COOH 0,1 M
3.
NH4OH 0,1 M
4. 5.
NaOH 0,1 M NaCl 0,1 M
Perubahan warna kertas lakmus Kertas Lakmus Kertas Lakmus Merah Biru merah merah
merah merah
biru
biru
biru merah
biru biru
KIMIA XI SMA
Pembahasan: 1. Pada larutan asam (data No.1 dan No.2) kertas lakmus semuanya diubah menjadi warna merah. 2. Pada larutan basa (data No.3 dan No.4) kertas lakmus semuanya diubah menjadi warna biru. 3. Pada larutan netral (data no.5) kertas lakmus semuanya tetap
2. Indikator Alam Selain yang ada di laboratorium, kita kenal juga indikator yang berasal dari alam dan setiap siswa pasti bisa membuatnya dan dikenal dengan indikator alam. Prinsip kerja indikator alam adalah pada suasana yang berbeda ia dapat berubah warna. Jadi setiap bahan apa saja di alam ini (seperti ekstrak kunyit, ekstrak bunga, dan lain-lain) yang bila dilarutkan dalam larutan asam berbeda warna dengan yang bila dilarutkan dalam larutan basa maka bahan tersebut dapat digunakan sebagai indikator. Mudah bukan?
Tugas kelompok • Carilah mahkota bunga yang berwarna (bunga apa saja, asal berwarna selain warna putih) • Ambil 5 lembar mahkota bunga berwarna, kemudian tumbuklah pada cawan dengan menggunakan alat yang tumpul! • Beri beberapa tetes air untuk melarutkan zat warna pada bunga (untuk memperoleh ekstrak bunga), catat warnanya! • Pada tempat lain sediakan larutan cuka untuk mewakili larutan asam, dan larutan kapur untuk mewakili larutan basa secara terpisah. • Teteskan ekstrak bunga berwarna tadi ke dalam 2 macam larutan tersebut catat warna yang dihasilkan! • Berbedakah warnanya? • Dapatkah ekstrak bunga berwarna digunakan sebagai indikator asam – basa? • Coba cari indikator alam lain selain ekstrak bunga berwarna. Mintalah bimbingan guru Anda!
129
KIMIA XI SMA
3. Indikator Universal
5
6
7
8
9
10
hijau - biru
biru
biru ungu
11
12
Asam
13
14
ungu
4
hijau
3
kuning
2
jingga
1
merah
pH
merah - kuning
Indikator yang disebutkan di atas adalah indikator yang hanya dapat digunakan untuk menentukan sifat asam dan basa dengan hanya menunjukan 2 macam warna saja. Kertas Lakmus hanya menunjukkan dua macam perubahan warna yaitu merah pada larutan asam dan biru pada larutan basa. Namun tak bisa menunjukkan derajat keasaman atau derajat kebasaan suatu larutan. Dalam mengetahui derajat keasaman suatu larutan diperlukan suatu indikator yang bisa membedakan perbedaan derajat ke asaman tersebut. Indikator tersebut dikenal dengan nama indikator universal, yaitu suatu indikator yang dapat berubah warna bila berada pada larutan yang memiliki derajat keasaman berbeda. Indikator ini terbuat dari berbagai macam indikator asam – basa yang memiliki warna trayek pH yang berbeda-beda dengan perbandingan tertentu. Namun juga ada indikator universal dalam bentuk pita (kertas) yang bila dimasukkan dalam larutan asam yang memiliki derajat ke asaman berbeda, akan berubah warna sesuai derajat keasaman larutan tersebut. Cara menggunakannya adalah dengan memasukkan potongan pita indikator tersebut kedalam larutan yang memiliki derajat keasaman tertentu, kemudian cocokkan warnanya dengan tabel warna indikator. Warna yang ditunjukkan, menunjukkan harga derajat keasaman (pH) larutan yang bersangkutan.
Indikator universal
130
Basa Netral
Gambar 5.4 Indikator universal
Indikator-indikator lain dapat dibaca pada bab trayek indikator
C. MENGHITUNG pH LARUTAN ASAM BASA 1. Pengertian pH Adanya ion H+ dan ion OH- telah memberikan pengertian asam dan basa menurut Arrhenius.
KIMIA XI SMA
• Apakah hubungan antara banyaknya konsentrasi H+ dan OH- dengan derajat ke asaman? Ion H+ dan OH- selain dapat menjelaskan sifat asam dan basa juga dapat menjelaskan derajat keasaman atau derajat kebasaan. Semakin besar konsentrasi ion H+ semakin besar derajat ke asamannya dan sebaliknya, semakin besar konsentrasi ion OHsemakin besar pula derajat kebasaannya dan sebaliknya. • Larutan-larutan yang sangat encer nilai konsentrasi H+ dan OH- itu sangat kecil, sehingga menyulitkan dalam penghitungan derajat keasaman. Seorang ahli biokimia dari Denmark pada tahun 1909 mengusulkan agar perhitungan konsentrasi ion H+ dan OH- yang sangat kecil dan tak sederhana itu digunakan dengan istilah pH yang menyatakan derajat atau tingkat ke asaman larutan tersebut. pH diperoleh sebagai hasil negatif logaritma 10 dari konsentrasi ion H+. Jadi, bila ditulis dengan persamaan matematika adalah sebagai berikut: pH = -log [H+] Analog dengan cara perolehan pH untuk larutan asam maka pada larutan basa berlaku: pOH = -log [OH-] Usulan Sorensen tersebut sangat menggembirakan di kalangan ilmuwan dan cara tersebut masih relevan untuk dipakai sampai sekarang. Rumus tersebut dapat memberikan pengertian bahwa semakin besar [H+] semakin kecil harga pH-nya dan semakin kecil [H+] semakin besar harga pH-nya. Jadi semakin besar harga pH, semakin kecil derajat keasamannya, (pH berbanding terbalik dengan derajat keasaman). Cara penentuan pH dan pOH akan diuraikan kemudian.
2. Kesetimbangan air Pada suhu 25ºC air yang netral itu memiliki pH = 7. Berarti besarnya [H+] = 10-7 M artinya bahwa air itu walaupun hanya sedikit juga terionisasi sebagian menghasilkan ion H+ dan tentunya juga ion OH-. Jika ditulis persamaan reaksinya adalah: → H+ + OHH2O(l) ← (aq) (aq) Berdasarkan reaksi ionisasi tersebut banyaknya ion H+ sama dengan
131
132
KIMIA XI SMA
banyaknya ion OH-. Jadi, banyaknya ion OH- juga sama yaitu 10-7 M. Reaksi ionisasi air adalah reaksi kesetimbangan, sehingga air memiliki harga tetapan kesetimbangan yang dirumuskan: K=
[H + ][OH − ] [H 2 O ]
Besarnya [H2O] hampir tak berubah karena tiap 1 liternya hanya terurai (terionisasi) sebesar 10-7 mol pada suhu 25ºC , sehingga persamaan tetapan kesetimbangan air tersebut dapat disederhanakan menjadi: K [H2O] = [H+] [OH-] Jika K [H2O] = KW maka
Kw = [H+] [OH-] Kw = 10-7.10-7
Kw = 10-14 Harga Kw dipengaruhi oleh suhu, semakin besar suhunya semakin besar pula air yang terionisasi, dengan demikian harga Kw juga besar. Sebagai perbandingan harga Kw pada suhu 60ºC adalah 9,55.10-14. Pada suhu 100ºC adalah 55,0 x 10-14. Dalam perhitungan, jika besarnya suhu tidak disebutkan berarti dianggap pada suhu 25ºC, sehingga harga Kw = 10-14 saja. Karena Kw pada suhu 25ºC = 10-14 maka: Kw = [H+] [OH-] 10-14 = [H+] [OH-] pKw = p[H+] [OH-] -log10-14 = -log [H+] +(-log[OH-]) 14 = pH + pOH sehingga, harga pH dan pOH dapat dituliskan: 14 = pH + pOH pH = 14 – pOH
atau
pOH = 14 – pH
Selama pelarutnya air maka harga pH hanya sampai 14 dengan pembagian sebagai berikut: pH < 7 adalah larutan asam pH > 7 adalah larutan basa pH = 7 adalah larutan netral Prinsipnya, dengan menggunakan pelarut apapun:
KIMIA XI SMA
suatu larutan bersifat asam bila [H+] > [OH-] suatu larutan bersifat basa bila [H+] < [OH-] suatu larutan bersifat netral bila [H+] = [OH-] Contoh: 1. pH air adalah sama dengan 7, [H+] = [OH-] Jika dalam air ditambahkan HCl maka [H+] menjadi bertambah karena dari hasil ionisasi HCl sehingga kesetimbangan air bergeser ke arah H2O yang menyebabkan [H+] > [OH–]. 2. Begitu juga bila ke dalam air yang netral ditambahkan NaOH, NaOH tersebut akan terionisasi menghasilkan ion OH- maka dalam air jumlah [OH-] menjadi lebih banyak, sedang [H+] tetap, sehingga larutan menjadi basa.
3. Menentukan pH larutan pada asam Kuat dan basa Kuat Telah dijelaskan sebelumnya bahwa banyaknya ion H+ dan ion OHmenunjukkan derajat keasaman dan atau derajat kebasaan larutan. Derajat keasaman itu ditunjukkan berdasarkan harga pH. Nilai pH = - log[H+]
dan pOH = -log[OH-].
Dalam menentukan besarnya [H+] pada larutan asam dan [OH-] pada larutan basa secara stoikiometri maka pH suatu larutan asam dan basa dapat ditentukan atau dihitung dengan rumus: [H+] = n.Ma dan [OH-] = n.Mb n = banyaknya ion H+/OHMa = molaritas asam Mb = molaritas basa Berikut diberikan contoh cara penentuan pH pada larutan asam kuat dan basa kuat. Keterangan:
Contoh soal 5.3 Tentukan pH larutan berikut dan urutkan besarnya derajat ke asamannya dari yang terendah ke yang lebih tinggi. 1. Larutan HCl 0,01 M 2. Larutan H2SO4 0,01 M 3. Larutan NaOH 0,01 M 4. Larutan Ca(OH)2 0,01 M
133
134
KIMIA XI SMA
Jawab: Sepintas larutan-larutan tersebut memiliki derajat ke asaman sama karena molaritasnya sama, tapi apa betul demikian, mari kita cermati bersama-sama: 1. Larutan HCl 0,01 M HCl adalah asam kuat dalam air terionisasi sempurna menghasilkan ion H+ dan ion Cl- (α = 1 ) → H+ + ClHCl(aq) ← (aq) (aq) Berdasarkan reaksi ionisasi besarnya ion H+ adalah [H+] = [HCl-] Jadi [H+] = 0,01 M = 10-2 M pH = -log[H+] = -log 10-2 = 2 2. Identik dengan cara penentuan ion H+ dalam HCl maka dalam → 2H+ + SO 2H2SO4, dapat ditulis: H2SO4 ← 4 Besarnya [H+] = 2 x [H2SO4] = 2 x 0,01 = 0,02 M = 2.10-2 M Jadi pH = -log 2. 10-2 = 2-log 2 3. Larutan NaOH adalah basa, dalam air menghasilkan ion [OH-], maka [OH-] dapat ditentukan sebagai berikut: → Na+ + OHNaOH ← Besarnya [OH-] = NaOH = 0,01 M = 10-2 M maka pOH = -log 10-2 = 2 pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12 pH basa harus lebih besar dari 7 4. Identik dengan cara penentuan ion [OH-] dalam NaOH maka dalam Ca(OH)2 dapat ditulis: → Ca2+ + 2OHCa(OH)2(aq) ← (aq) (aq)
KIMIA XI SMA
Besarnya [OH-] = 2 x [Ca(OH)2] = 2 x 0,01 M = 0,02 M = 2.10-2 M maka pOH = -log [OH-] = -log 2.10-2 = 2 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (2 – log 2) = 14 – 2 + log 2 = 12 + log 2 Jadi, derajat keasamannya: Ca(OH)2 < NaOH < HCl < H2SO4 dalam molaritas yang sama
4. Menentukan pH Larutan asam Lemah dan basa Lemah Asam Lemah Asam lemah adalah senyawa asam yang bila dilarutkan dalam air terionisasi sebagian, sehingga memiliki harga α < 1. Dalam larutan asam lemah terdapat molekul-molekul asam yang tidak terionisasi dan ion-ion H+ serta ion-ion sisa asam yang berada dalam kesetimbangan. Asam lemah mempunyai harga Ka yang kecil, makin kecil harga α asam lemah, makin kecil pula harga Ka-nya. Contoh asam lemah: CH3COOH, HCOOH, H2C2O4 ,HCN, H2S, H2CO3, HNO2, HF Basa Lemah Basa lemah adalah senyawa basa yang dalam air mengalami ionisasi sebagian (α < 1). Dalam larutan basa lemah terdapat molekul-molekul basa yang tidak terionisasi. Ion-ion logam dan ion-ion hidroksil [OH-] berada dalam kesetimbangan. Basa lemah mempunyai harga Kb yang kecil. Makin kecil harga α dari basa lemah, makin kecil pula harga Kb-nya. Contoh basa lemah: NH4OH, Mg(OH)2 , Al(OH)3, Zn(OH)2 Asam kuat dan basa kuat besarnya konsentrasi ion [H+] dan ion [OH-] berbanding lurus dengan konsentrasi asam dan konsentrasi basanya atau besarnya dikalikan dengan koefisien reaksinya, karena
135
136
KIMIA XI SMA
asam kuat dan basa kuat tersebut terionisasi sempurna dalam air (α = 1). Pada asam lemah dan basa lemah tidaklah demikian karena pada asam lemah dan basa lemah hanya terionisasi sebagian (α < 1), sehingga dalam asam lemah dan basa lemah membentuk reaksi ionisasi kesetimbangan, jika ditulis: → H+ + A(α < 1) HA ← → L+ + OH(α < 1) LOH ← Asam lemah monovalen memiliki harga tetapan kesetimbangan asam (Ka) Ka =
[H + ][A − ] [HA]
Besarnya [H+] = [A-] dan jika [HA] = Ma maka rumus tersebut dapat ditulis: Ma = Konsentrasi molar asam lemah [H + ][H + ] Ka = Ma Ka =
[H + ]2 Ma
[H + ]2 = Ka . Ma [H + ] = Ka . Ma Identik dengan cara perolehan asam lemah maka pada basa lemah monovalen berlaku: Kb = tetapan kesetimbangan basa lemah [OH − ] = Kb . Mb Mb = konsentrasi (molar) basa lemah Hubungan derajat ionisasi (α) dengan Ka dalam asam lemah dan basa lemah. Untuk asam lemah [H+] = α . Ma ...................... α=
[H + ] Ma
......................
(1) (2)
Dari persamaan (1) dan (2) α . Ma = Ka . Ma α=
Ka Ma
Sama halnya untuk basa lemah
KIMIA XI SMA
α=
Kb Mb
Contoh soal 5.4 Tentukan pH larutan-larutan asam lemah dan basa lemah berikut: 1. Larutan CH3COOH 0,1M (Ka CH3COOH = 1 x 10-5) 2. Larutan HF yang diperoleh bila 20 mg HF dilarutkan dalam air hingga 1 liter (Mr HF = 20, (Ka HF = 6,4.10-4) 3. Larutan NH4OH 0,1M (Kb.NH4OH = 1,8.10-5) 4. Larutan basa lemah MOH 0,1M (Kb MOH = 1.10-4) Jawab: 1. Larutan CH3COOH adalah larutan asam lemah [H + ] = Ka . Ma = 1.10 -5 x 10 -1 = 10 −3 M jadi pH = -log[H+ ] = 3 − log 10 −3 =3 2. Konsentrasi HF dihitung dulu 20 mg = 0,02 gr, 1 lt = 1000 ml [HF ] =
Ma =
gr 1000 x Mr V
20 x 10 -3 1000 x 20 1000
= 10 −3 M → H+ + FHF ←
Ka = 6,4 x 10-4
[H + ] = Ka . Ma = 6 , 4.10 -4 . 10 -3 = 64 . 10 -8 = 8 . 10 −4 Jadi pH = -log [H+] = -log 8.10-4 = 4 – log 8
137
138
KIMIA XI SMA
→ NH + + OH3. NH4OH ← 4
Kb = 1,8.10-5
[OH − ] = Kb . Mb = 1, 8.10 -5 . 10 -1 = 18 . 10 -7 = 9.2 . 10 -7 = 3 2 . 10 −3 , 5 pOH = -log[OH-]
pH = pKw – pOH
= -log 3 2 . 10 −3 , 5
= 14 – (3,5 – log 3 2 )
= 3,5 - log 3 2
= 14 – 3,5 + log 3 2 = 10,5 + log 3 2
→ M+ + OH4. MOH ← [OH − ] = Kb . Mb = 10
-4
. 10
-1
Kb = 1.10-6 pH = 14 – 2,5 = 11,5
= 10 -2,5 pOH = -log[OH-] = -log 10-2,5 = 2,5
5. Memperkirakan pH larutan dan indikator a. Trayek indikator Setiap indikator akan berubah warnanya pada daerah kisaran pH yang berbeda-beda. Perubahan warna indikator pada rentang (trayek) tertentu itu disebut "trayek indikator." Dengan mengetahui trayek indikator, kita dapat menentukan (memperkirakan) harga pH suatu larutan. Perhatikan harga trayek pH beberapa indikator pada tabel berikut.
KIMIA XI SMA
Tabel 5.2 Harga trayek setelah beberapa indikator Indikator metil ungu metil kuning metil jingga metil merah bromtimol biru fenolftalein keny alizarin
Trayek pH
Perubahan warna
0,5 – 1,5 2–3 3,1 – 4,4 4,2 – 6,3 6,0 – 7,6 8,0 – 9,6 10,1 – 12,0
kuning – violet merah – kuning merah – kuning merah – kuning kuning – biru tak berwarna – merah tak berwarna – ungu
Penjelasan: • Indikator metil ungu memiliki trayek pH 0,5 – 1,5 artinya bila larutan yang pH < 0,5 ditetesi dengan indikator metil ungu akan berwarna kuning, dan bila larutan yang pH > 1,5 akan berwarna violet. • Begitu juga untuk indikator metil kuning: Indikator ini bewarna merah bila dimasukkan dalam larutan yang memiliki pH < 2, dan akan berwarna kuning bila dimasukkan ke dalam larutan yang memiliki pH > 3 dan seterusnya. Pada daerah trayek pH warna indikator itu pada umumnya merupakan kombinasi antara dua warna dari perubahannya itu. Contoh soal 5.5 1. Diketahui suatu laruran memiliki pH = 7,8 Tentukan warna indikator-indikator berikut bila dimasukkan ke dalam larutan tersebut: a. metil jingga b. bromtimol biru c. fenolftalein Jawab: a. Metil jingga memiliki trayek pH 3,1 - 4,4 dengan perubahan warna merah kuning pH 7,8 > 4,4 → jadi indikator ini berwarna kuning b. Bromtimol biru, trayek pH-nya 6,0 - 7,6 dengan perubahan warna kuning - biru pH 7,8 > 7,6 → jadi indikator ini berwarna biru c. Fenolftalein, trayek pH-nya 8,0 - 9,6 dengan perubahan warna tak berwarna - merah pH 7,8 < 8,0 → jadi indikator ini tak berwarna
139
140
KIMIA XI SMA
2. Suatu larutan ditetesi indikator metil jingga berwarna kuning, ditetesi indikator fenolftalein berwarna merah, dan jika ditetesi indikator kuning Alizarin tidak berwarna. Berapakah perkiraan nilai pH larutan tersebut? Jawab: Indikator
Perubahan warna
Perkiraan pH
Metil jingga
kuning
pH > 4,4
PP
Merah
pH > 9,6
tak berwarna
pH < 10,1
Alizarin
Berdasarkan analisa tersebut berarti dapat diambil kesimpulan larutan tersebut memiliki pH antara 9,6 - 10,1 b. pH Meter dan pH Digital Penentuan pH larutan yang lebih akurat dapat dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Alat ini berdasarkan elektrolit larutan asam dan basa. Bagian utamanya adalah sebuah elektroda yang peka terhadap konsentrasi ion H+ dalam larutan yang akan diukur pHnya. Jika elektroda tersebut dicelupkan ke dalam larutan yang akan diuji, pH meter menunjukkan angka yang sesuai dengan harga pH larutan tersebut. Adapun prinsip kerja digital sama dengan pH meter, hanya alat ini merupakan penyederhanaan dari pH meter, di mana tenaga listrik yang digunakan diganti dengan baterai kecil dan alat ini dimodifikasi cukup ramping sehingga praktis. Penggunaannya dengan cara mencelupkan ujungnya ke dalam larutan yang akan diuji pHnya. Bagian ujung dari alat ini (monitor) akan menunjukkan angka dari nilai pH larutan tersebut.
Gambar 5.5 pH meter digital
KIMIA XI SMA
D. TITRASI ASAM- BASA 1. Pengertian Titrasi Titrasi adalah metode analisa kuantitatif untuk menentukan kadar (konsentrasi) satu larutan yang belum ditetapkan. Dalam dunia medis maupun dalam dunia penelitian pada umumnya keterampilan dan kecermatan melakukan titrasi sangat diperlukan untuk kepentingan diagnosis ataupun untuk memperoleh data yang akurat. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam titrasi adalah: a. larutan baku (larutan standar = larutan penitrasi), b. larutan yang dititrasi, c. titik ekuivalen, d. reaksi asam-basa! a. Larutan baku (larutan standar) Larutan baku (larutan standar) adalah larutan yang secara kuntitatif (hitungan) telah ditetapkan konsentrasinya. Dalam laboratorium, larutan baku ini selalu diberi label yang sudah lengkap dengan nama larutan dan konsentrasinya (molaritasnya) seperti gambar berikut.
larutan HCl 0.1M
lar.standart NaOH 0.1M
HCl
NaOH
Gambar 5.6 Larutan standar
larutan baku ini biasanya ditempatkan pada biuret atau pada pipet langsung di atas objek. b. Larutan yang dititrasi Larutan yang dititrasi adalah larutan yang akan ditentukan konsentrasinya. Larutan ini biasanya ditempatkan pada labu erlenmeyer. c. Titik ekuivalen Titik ekuivalen adalah suatu keadaan di mana banyaknya (Σmol) objek tepat habis bereaksi dengan banyaknya (Σmol) larutan standar. Keadaan ini ditandai dengan perubahan warna indikator Praktikan harus pandai-pandai memilih jenis indikator dengan trayek pH yang sesuai.
141
142
KIMIA XI SMA
Contoh: pada titrasi asam kuat dengan basa lemah kita pilih indikator yang trayek pH-nya < 7 jadi bisa metil merah, metil jingga, karena titik ekuivalennya bersifat asam. d. Reaksi asam basa Antara larutan asam dan basa bila dicampurkan (direaksikan) akan terjadi penetralan menghasilkan garam dan air, maka reaksi asam dan basa disebut reaksi penetralan. Asam + Basa ⎯→ Garam + Air Contoh: HCl(aq) + NaOH(aq) ⎯→ NaCl(aq) + H2O(l) H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) ⎯→ Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
Percobaan: Titrasi Asam Basa Pasang alat dan bahan seperti pada gambar.
Statif
biuret
erlenmeyer
Gambar rangkaian alat titrasi memakai biuret
Tuangkan larutan NaOH 0,1 M ke dalam buret dengan alat bantu corong sampai tanda 0. Masukkan larutan HCl (larutan objek) sebanyak 25 ml ke dalam labu erlenmeyer dengan menambah 2 tetes larutan indikator pp. Teteskan larutan NaOH 0,1 M pada buret ke dalam larutan HCl pada erlenmeyer tetes demi tetes sampai terjadi perubahan-perubahan warna (titik akhir titrasi telah tercapai). Catat volum NaOH 0,1 M yang diperlukan hingga tercapai titik titrasi tadi. Ulangi percobaan (langkah 2 s.d. 7) hingga diperoleh data yang tetap (minimal ada 2 data yang sama). Misal, dalam percobaan tersebut volum NaOH 0,1 M yang diperlukan hingga titik titrasinya adalah 20 ml, maka konsentrasi HCl dapat ditentukan sebagai berikut: Langkah 1: menulis persamaan reaksi setaranya HCl(aq) + NaOH(aq) ⎯→ NaCl(aq) + H2O(l)
KIMIA XI SMA
Langkah 2:
menentukan mol zat pereaksi yang diketahui HCl(aq) + NaOH(aq) ⎯→ NaCl(aq) + H2O(l) 25 ml 20 ml M 0,1 M
(2,5 x M) mmol
Langkah 3:
2 mmol
menentukan konsentrasi penitrasi berdasarkan persamaan reaksi diperoleh: HCl(aq) + NaOH(aq) ⎯→ NaCl(aq) + H2O(l) 1 x mol NaOH 1 1 M x V = x 2 mmol 1 M x 25 = 2 mmol 2 M= mmol/ml = 0, 08 molar 25 Jadi, konsentrasi larutan HCl tersebut adalah 0,08 M mol HCl =
Contoh soal5.6 1. Dalam laboratorium terdapat 2 liter larutan HCl yang tidak jelas konsentrasinya untuk mengetahuinya dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan standar NaOH 0,1 M Dalam titrasi 5 ml larutan HCl, diperlukan larutan NaOH 0,1 M sebanyak konsentrasi larutan HCl tersebut. Jawab: HCl + NaOH ⎯→ NaCl + H2O 5 ml ... M 20 ml 0,1 M (5 x M) 20 x 0,1 2 mmol Pada titik titrasi (titik ekuivalen) mol HCl berekasi dengan 2 mmol NaOH pada persamaan reaksi perbandingan mol HCl : mol NaOH =1:1 5xM:2=1:1 5xM=2 M = 0,4 Jadi konsentrasi larutan HCl tersebut adalah 0,4 mol/l atau 0,4 M 2. Sebanyak 34,5 ml larutan NaOH yang belum diketahui konsentrasinya dititrasi dengan larutan H2SO4 0,05 M, jika volum larutan H2SO4 0,05 M yang diperlukan hingga mencapai ekuivalen adalah 27,5 ml. Hitung molaritas NaOH tersebut!
143
144
KIMIA XI SMA
Jawab: 2 NaOH + H2SO4 ⎯→ Na2SO4 + 2 H2O 34,5 ml ... M 27,5 ml 0,05 M mol H2SO4 = 27,5 x 0,05 = 1,375 mmol Berdasarkan persamaan reaksi mol NaOH dapat ditentukan: mol NaOH = 2⁄1 x mol H2 SO4 = (2 x 1,375) mmol = 2,75 mmol mol NaOH = MNaOH x VNaOH 2, 75 mmol = M NaOH x 34, 5 ml 2, 75 mmol M NaOH = 34, 5 ml = 0, 0797 mmol/ml = 0, 0797 mol/l = 0, 0797 M ~ 0, 08 M (dibulatkan) Jadi konsentrasi larutan NaOH adalah 0,08 M
2. Perubahan pH Pada Titrasi Asam Basa Jika suatu larutan asam ditetesi dengan suatu larutan basa maka pH larutan asam tersebut menjadi semakin besar. Sebaliknya bila suatu larutan basa ditetesi dengan suatu larutan asam maka pH larutan akan menjadi semakin kecil. Ada 4 type utama titrasa asam basa. a. Asam kuat + basa kuat 50 cm3 NaOH 0,1 M ditambahkan ke dalam 25 cm3 HCl 0,1 M, grafik perubahan pH dapat ditunjukkan sebagai berikut. 13 12 11 10 9 PH 8 7 6 5 4 3 2
phenolphthalein titik ekivalen
bromothymol blue metil orange
1 0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Gambar 5.7 Perubahan pH
KIMIA XI SMA
-
Grafik di atas dapat digambarkan sebagai berikut. pH mula-mula sebelum ditambah NaOH 0,1 M adalah 1. Ini menunjukkan larutan asam yang dititrasi adalah asam kuat.
pH setelah ditambah 50 cm3 NaOH 0,1 M adalah 13. Ini menunjukkan bahwa basa yang digunakan adalah basa kuat. - Titik ekuivalen campuran adalah netral. - Ada garis curam vertikal. Ini menunjukkan bahwa satu atau 2 tetes NaOH ditambahkan dari buret. - Trayek pH 3 indikator ditunjukkan pada grafik. Titik ekivalen titrasi (pada pH = 7) adalah di tengah trayek pH BTB Indikator ini akan berubah warna dengan sempurna ketika satu atau 2 tetes basa ditambahkan. Jadi BTB adalah indikator yang paling baik digunakan pada titrasi ini. Tetapi PP dan MO dapat juga digunakan pada titrasi ini karena trayek pHnya ada pada garis curam. b. Asam kuat + basa lemah -
50 cm3 NH3 0,1 M ditambahkan ke 25 cm3 HCl 0,1 M. Grafik perubahan pH dapat ditunjukkan sebagai berikut. 13 12 11 10 9 PH 8 7 6 5 4 3 2
phenolphthalein titik ekivalen
bromothymol blue methyl orange
1 0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Gambar 5.8 Perubahan pH
-
pH awal = 1 → asam kuat pH akhir = 11 → basa lemah Titik ekuivalen = 5,5 Indikator yang cocok digunakan adalah MO
145
146
KIMIA XI SMA
c. Asam lemah + basa kuat 50 cm3 NaOH 0,1 M ditambahkan 25 cm3CH3 COOH 0,1 M. Grafik perubahan pH dapat ditunjukkan sebagai berikut. 13 pH awal = 3 → asam lemah 12 pH akhir = 13 → basa kuat 11 10 titik phenolphthalein Titik ekuivalen = 8,5 9 ekivalen PH 8 PP adalah indikator yang bromothymol 7 blue cocok digunakan pada 6 5 titrasi ini. 4 3 2
methyl orange
1 0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Gambar 5.9 Perubahan pH
d. Asam lemah + asam lemah 50 cm3 NH3 0,1 M + 25 cm3 CH3 COOH 0,1 M, grafik perubahan pH dapat ditunjukkan sebagai berikut. 13 - pH awal = 3 → asam lemah 12 - pH akhir = 11 → basa lemah 11 10 - Titik ekuivalen = 7 9 PH titik 8 - Tidak ada garis curam ekivalen bromothymol 7 blue 6 - Tidak ada indikator dapat 5 digunakan untuk hasil yang 4 baik pada titrasi ini 3 2 1 0
Gambar 5.10 Perubahan pH 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Latihan 1. Untuk mengetahui kadar asam biru ( asam sianida, HCN) pada gadung (umbi jalar) dapat dilakukan dengan cara titrasi pada larutan ekstraknya. Bila 20 gr gadung tersebut diekstrasi dengan air hingga 50 ml (dianggap semua HCN sudah larut), 10 ml daripadanya dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 M dan ternyata volum larutan adalah 5 ml. Tentukan kadar (%) asam biru (HCN) dalam gadung tersebut!
KIMIA XI SMA
nci u K Ka t a
Asam Arrhenius Basa Arrhenius Asam Bronsted-Lowry Basa Bronsted-Lowry Asam Lewis Basa lewis Pasangan asam-basa konjugasi pH Titrasi Asam monoprolis Asam diprolis Asam tripotik Basa monohidroksi Basa dihidroksi Basa trihidroksi Indikator Lakmus Indikator universal Asam kuat Basa kuat Asam lemah Basa lemah Tetapan kesetimbangan asam (Ka) Tetapan kesetimbangan basa (Kb) Derajat ionisasi (α) Larutan baku Titik ekivalen Reaksi penetralan Tetapan kesetimbangan air
RANGKUMAN -
-
-
-
Asam arrhenius: senyawa yang bila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion H+ Basa arrhenius: senyawa yang bila dilarutkan dalam air dapat menghasilkan ion OHAsam Bronsted-Lowry: donor proton Basa Bronsted-Lowry: akseptor proton Asam Lewis: akseptor elektron Basa Lewis: donor elektron Asam memerahkan kertas lakmus biru Basa membirukan kertas lakmus merah Indikator: alat bantu untuk mengetahui sifat asam basa. Bahan-bahan alam dapat digunakan sebagai indikator, jika menunjukkan warna yang berbeda di asam atau basa Indikator universal digunakan untuk menentukan derajat keasaman larutan pH = -log [H+] pOH = -log [OH-] pH + pOH = pKw pada 25o Kw = 10-4
-
Asam kuat: [H+] = m x Ma
-
Basa kuat: [OH-] = n x Mb Asam lemah: [H + ] = Ka x Ma α=
Ka Ma
Basa lemah [OH − ] = Kb x Mb α=
Kb Mb
147
148
KIMIA XI SMA
-
-
-
-
P
Titrasi adalah metode analisa kuantitatif untuk menentukan kadar suatu larutan yang belum diketahui Larutan baku adalah larutan yang secara kuantitatif sudah diketahui konsentrasinya Titik ekivalen adalah keadaan di mana larutan penitrasi tepat bereaksi dengan larutan standar/baku Reaksi penetralan adalah reaksi asambasa
ELATIHAN SOAL
I. Silanglah (x) huruf a, b, c, d, atau e di depan jawaban yang tepat! 1. Berikut ini yang tergolong sifat asam sulfat adalah .... a. merupakan zat nonelektroli b. bersifat netral c. tergolong elektrolit sangat lemah d. mengandung ion H+ dan OHe. mempunyai harga α = 1 2. Zat di bawah ini yang dapat memerahkan kertas lakmus adalah .... a. NaOH d. C2H5OH e. CO(NH2)2 b. Ca(OH)2 c. CH3COOH 3. Kertas lakmus merah akan berubah menjadi biru bila dicelupkan ke dalam larutan .... a. C2H5OH d. HCl b. HCOOH e. HClO4 c. KOH
4. Jumlah ion H+ yang dihasilkan dari ionisasi larutan CH3COOH adalah .... a. 1 d. 4 b. 2 e. 5 c. 3 5. Suatu zat dapat digunakan sebagai indikator asam-basa, jika zat tersebut .... a. dapat terionisasi dalam larutan b. dapat bereaksi dengan asam maupun basa c. memberikan warna yang berbeda dalam lingkungan asam dan basa d. memberikan warna tertentu dalam larutan asam e. memberikan warna yang sama dalam larutan asam dan basa
KIMIA XI SMA
6. Pasangan senyawa di bawah ini yang larutannya dalam air terionisasi sempurna adalah .... a. NaOH dan HNO3 b. NH4OH dan H2SO4 c. CH3COOH dan Ca(OH)2 d. HNO2 dan H2S e. HCOOH dan Be(OH)2 7. Bila 4,9 gram H2SO4 dilarutkan dalam air hingga volum larutan menjadi 2 liter maka konsentrasi ion H+ adalah .... (Ar H = 1, S = 32, dan O = 16) a. 0,01 M d. 0,05 M b. 0,02 M e. 0,10 M c. 0,025 M 8. Dalam 500 mL larutan CaIOH)2 0,05 M terdapat ion hidroksida sebesar .... a. 0,05 M d. 0,20 M b. 0,10 M e. 0,25 M c. 0,15 M 9. Konsentrasi ion OH- yang terdapat dalam larutan CH3COOH 0,1 M (Kb = 1,96 x 10-5 adalah .... a. 1,4 x 10-6 M d. 1,96 x 10-2 M b. 1,96 x 10-6 M e. 1,4 x 10-2 M c. 1,4 x 10-3 M 10. Bila larutan Ch3COOH 0,1 M memiliki harga α = 0,0123, maka harga Ka adalah .... a. 1,5 x 10-7 d. 1,5 x 10-4 -6 b. 1,5 x 1 e. 1,5 x 10-3 c. 1,5 x 10-5 11. Warna larutan suatu asam lemak HX 0,1 molar yang ditetesi suatu indikator ternyata sama dengan warna larutan HCl 1 x 10-3 M yang juga ditetesi indikator tersebut, maka harga Ka dari HX adalah ....
a. 8 x 10-8 d. 2 x 10-4 b. 4 x 10-5 e. 1 x 10-2 -5 c. 1 x 10 12. Perhatikan warna suatu indikator univerasl di bawah ini Warna
pH
merah jingga kuning hijau biru nila ungu
4 5 6 7 8 9 10
Warna indikator akan menjadi jingga bila dimasukkan ke dalam larutan .... a. asam lemah d. basa kuat b. asam kuat e. netral c. basa lemah 13. Perhatikan data indikator berikut. Indikator
Trayek pH
metil merah
4,4 – 6,3
bromtimol biru fenolftalein
6,0 – 7,6 8,2 – 10
Perubahan warna merah kuning kuning biru tak ber warna merah
Suatu larutan diuji pH-nya dengan indikator metil merah berwarna kuning, dengan bromtimol biru memberikan warna biru dan dengan fenolftalein tidak berwarna, maka perkiraan harga pH larutan tersebut adalah .... a. 4,4 < pH < 6,3 b. 6,3 < pH < 7,6 c. 7,6 < pH < 8,2 d. pH < 4,4 e. pH < 10
149
150
KIMIA XI SMA
14. pH larutan asam asetat 0,2 M (Ka = 2 x 10-5) adalah .... a. 1 – log 2 d. 4 – log 2 b. 2 – log 2 e. 5 – log 2 c. 3 – log 2 15. Larutan berikut yang memiliki pH terbesar adalah .... a. HCl 0,5 M b. H2SO4 0,5 M c. CH3COOH 0,5 M d. NH4OH 0,5 M e. NaOH 0,5 M 16. Larutan berikut yang memiliki pH terkecil adalah .... a. HCl 0,1 M b. H2SO4 0,2 M c. NH4OH 0,2 M d. CH3COOH 0,5 M e. NaOH 0,1 M 17. Larutan NH4OH sebanyak 500 mL memiliki pH = 10, maka dalam larutan tersebut mengandung NH4OH murni sebanyak .... (Ar N = 14, = 1, dan O = 16) Kb = 10-6
a. 0,175 gram d. 1,85 gram b. 0,75 gram e. 17,5 gram c. 1,75 gram 18. Larutan asam formiat (HCOOH) 0,1 M mempunyai harga pH = 4, maka derajat ionisasi (α) asam formiat adalah .... a. 10-4 a. 10-1 a. 10-3 a. 3 x 10-1 -2 a. 10 19. 3,42 gram Ba(OH)2 dilarutkan dalam air sampai volum 400 mL (Ar Ba = 137, O = 16, H = 1) maka pH larutan yang terbentuk adalah .... a. 1 d. 12 b. 2 e. 13 c. 10 20. Untuk membuat 1000 mL larutan NaOH dengan pH = 12 dibutuhkan NaOH padat sebanyak .... (Ar Na = 23, H = 1, O = 16) a. 0,04 gram d. 4 gram b. 0,2 gram e. 40 gram c. 0,4 gram
II. Kerjakan soal di bawah ini! 1. Jelaskan yang dimaksud dengan asam dan basa menurut: a. Arrhenius b. Bronsted - Lowry 2. Teori asam basa Lewis lebih luas dibandingkan dengan teori Arrhenius dan Bronsted –Lowry, jelaskan mengapa demikian? 3. Tentukan pasangan asam basa konjugasi dari reaksi-rekasi berikut: → HCO - + OHa. CO32-(aq) + H2O(l) ← 3 (aq) (aq) → ClO - + NH + b. HClO4(aq) + NH3(aq) ← 4 (aq) 4 (aq)
KIMIA XI SMA
4. Tunjukkan asam dan basa dalam reaksi asam basa di bawah ini dengan menggunakan teori Lewis → NH + a. NH3 + H+ ← 4 → b. BF3 + F ← BF4 5. Tentukan pH larutan berikut! a. H2SO4 0,01 M b. Ca(OH)2 0,02 M c. CH3COOH 0,05 M (Ka = 1 . 10-5) d. NH4OH 0,05 M (Kb = 1 . 10-5) 6. Hitunglah massa Ca(OH)2 yang terlarut dalam 100 ml larutan dengan pH = 12? (Ar Ca = 40; O = 16; H = 1) 7. Suatu larutan asam lemah berbasa satu mempunyai konsentrasi 0,1 M sedangkan derajat ionisasinya 0,01. Hitunglah: a. [H+] b. pH larutan tersebut 8. Di dalam suatu botol terdapat larutan asam yang merupakan campuran antara 200 ml larutan HCl 0,25 M dengan 300 ml larutan H2SO4 0,5 M maka hitunglah: a. [H+] dalam campuran b. pH dalam campuran 9. Larutan kapur jenuh sebanyak 50 ml dititrasi dengan larutan standar HCl 0,1 M dengan indikator pp larutan berwarna merah muda setelah larutan HCl mencapai 10 ml, berapakah konsetrasi larutan kapur jenuh tersebut? 10. Di laboratorium terdapat larutan H2SO4 yang tidak ada keterangan molaritasnya dalam jumlah yang banyak, sayang bila dibuang. Untuk mengetahui molaritasnya seorang praktikan melakukan titrasi sebagai berikut. Praktikan mengambil 1 ml larutan H2SO4 yang kemudian ditambah air hingga volumenya 10 ml dan ditambah indikator pp beberapa tetes, lalu dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan KOH 0,5 M, ternyata volum KOH yang diperlukan hingga terbentuk warna merah muda pada campuran adalah 40 ml. Dari data tersebut hitunglah konsentrasi larutan H2SO4 di laboratorium?
151
