KTSP K-13
kimia ASAM-BASA III Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, kamu diharapkan memiliki kemampuan berikut. 1. Memahami mekanisme reaksi asam-basa. 2. Memahami stoikiometri asam-basa. 3. Memahami jenis-jenis reaksi asam-basa. 4. Dapat menghitung pH larutan hasil reaksi asam kuat dengan basa kuat.
A. Reaksi Asam-Basa Salah satu bagian penting dari topik asam-basa adalah reaksi antara asam dan basa. Reaksi asam-basa adalah reaksi kimia yang terjadi antara asam dan basa yang menghasilkan garam dan air. Pada reaksi asam-basa, prinsip-prinsip kesetaraan reaksi pada stoikiometri tetap berlaku. Contoh reaksi asam-basa paling sederhana adalah reaksi antara asam klorida (HCl) dan natrium hidroksida (NaOH). Hasil dari reaksi ini adalah garam natrium klorida (NaCl) dan air sesuai dengan persamaan reaksi setara berikut. HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) Untuk mengetahui bagaimana produk NaCl dan H2O dapat terbentuk, kita harus memahami terlebih dahulu mekanisme reaksi yang berlangsung. Kali ini, kita akan coba mengingat kembali reaksi ionisasi dari asam dan basa yang pernah kita pelajari pada sesi sebelumnya.
K e l a s
XI
Reaksi ionisasi pada HCl yang merupakan asam dan NaOH yang merupakan basa adalah sebagai berikut. HCl (aq) → H+ (aq) + Cl– (aq) NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH– (aq) Dari kedua reaksi ionisasi tersebut, dapat diketahui bahwa ada empat ion yang dihasilkan. Ion-ion yang dihasilkan ini kemudian saling bertukar pasangan, yaitu kation (ion positif ) dari basa akan berpasangan dengan anion (ion negatif ) dari asam membentuk garam. Sementara itu, ion H+ dari asam akan berpasangan dengan ion OH– dari basa membentuk air (H2O). Untuk lebih jelasnya, perhatikan reaksi berikut. HCl (aq) → H+ (aq) + Cl– (aq) NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH– (aq) Na+ (aq) + Cl– (aq) → NaCl (aq) H+ (aq) + OH– (aq) → H2O (l) HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) Contoh lain dari reaksi asam-basa adalah reaksi antara asam sulfat (H2SO4) dan barium hidroksida (Ba(OH)2) berikut. H2SO4 (aq) + Ba(OH)2 (aq) → BaSO4 (s) + 2H2O (l) Dengan mekanisme yang sama, reaksi tersebut menghasilkan garam barium sulfat (BaSO4) dan dua molekul air (H2O). Terbentuknya dua molekul air (H2O) dari reaksi ini dikarenakan adanya dua ion H+ dari asam sulfat yang bereaksi dengan dua ion OH– dari barium hidroksida. Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa jumlah molekul air yang terbentuk bergantung pada jumlah ion H dan OH– yang bereaksi. Bagaimana jika jumlah ion H+ dari asam tidak sama dengan jumlah ion OH– dari basa? Perhatikan contoh reaksi antara asam sulfat (H2SO4) dan natrium hidroksida (NaOH) berikut. H2SO4 (aq) + NaOH (aq) → Na2SO4 (aq) + H2O (l) Reaksi tersebut belum setara. Agar lebih mudah dalam menyetarakan reaksinya, tuliskan dahulu reaksi ionisasi masing-masing zat. H2SO4 (aq) → 2H+ (aq) + SO42– (aq) NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH– (aq)
2
Oleh karena asam tersebut melepaskan dua ion H+, maka akan dibutuhkan dua ion OH– untuk membentuk dua molekul air. Selain itu, dari rumus kimia garam yang terbentuk, yaitu Na2SO4, dapat diketahui bahwa dibutuhkan dua ion Na+. Dengan demikian, kamu perlu memberikan koefisien 2 untuk NaOH pada reaksi tersebut sehingga menjadi: H2SO4 (aq) + 2NaOH (aq) → Na2SO4 (aq) + 2H2O (l) Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat disimpulkan bahwa koefisien reaksi yang ditambahkan pada asam atau basa bergantung pada jumlah ion H+ atau OH– yang tersedia, sehingga dapat terbentuk molekul H2O. Jumlah ion H+ dan OH– dalam H2O selalu 1 : 1.
B. Stoikiometri Asam-Basa Reaksi asam-basa adalah satu dari sekian contoh reaksi dalam larutan. Dalam larutan, spesi-spesi yang bereaksi umumnya berbentuk ion yang terlarut dalam pelarut (air). Jumlah mol spesi-spesi yang terlarut ini dapat dihitung dari konsentrasi (molaritas) dan volume larutan yang telah diketahui. Hubungan antara jumlah mol spesi, molaritas, dan volume larutan adalah sebagai berikut. n=M×V Keterangan: n = mol spesi; M = molaritas (mol/L atau M); dan V = volume larutan (L). Sebagai contoh, pada reaksi antara HCl dan NaOH yang menghasilkan NaCl dan H2O, direaksikan 20 mL HCl 0,1 M dengan 20 mL NaOH 0,1 M. Dengan demikian, jumlah mol HCl yang bereaksi adalah (20 mL × 0,1 M) = 2 mmol = 0,002 mol. Ketika mengerjakan soal yang berhubungan dengan stoikiometri asam-basa, pastikan reaksi dituliskan dalam bentuk yang setara. Kemudian, tentukan jumlah mol spesi-spesi dalam larutannya. Setelah itu, tentukan jumlah mol spesi-spesi yang bereaksi berdasarkan perbandingan koefisien reaksinya.
C. Jenis-Jenis Reaksi Asam-Basa Pada sesi sebelumnya, kamu telah mengetahui bahwa larutan asam terdiri atas asam kuat dan asam lemah. Begitu juga dengan basa yang terdiri atas basa kuat dan basa lemah. Dengan demikian, akan ada empat macam reaksi asam-basa, yaitu asam kuat-basa kuat,
3
asam kuat-basa lemah, asam lemah-basa kuat, dan asam lemah-basa lemah. Penentuan jenis reaksi ini penting untuk menentukan sifat larutan hasil reaksi asam dengan basa.
1.
Reaksi Asam Kuat dengan Basa Kuat Contoh reaksi asam kuat dengan basa kuat adalah reaksi antara HCl dan NaOH yang menghasilkan garam NaCl dan air. Jika jumlah mol H+ dan mol OH– yang bereaksi sama, larutan hasil akhir reaksi akan bersifat netral. Jika pada akhir reaksi tersisa sejumlah ion H+, larutan hasil reaksi akan bersifat asam. Sementara itu, jika pada akhir reaksi tersisa sejumlah ion OH–, larutan hasil reaksi akan bersifat basa.
2.
Reaksi Asam Kuat dengan Basa Lemah Contoh reaksi asam kuat dengan basa lemah adalah reaksi antara HCl dan NH3 yang menghasilkan garam NH4Cl. Pada reaksi antara asam kuat dan basa lemah ini, jika mol asam sama dengan mol basa, larutan hasil akhir reaksi akan bersifat asam. Jika jumlah mol basa berlebih, akan terbentuk larutan penyangga (buffer) dengan sifat basa. Sementara itu, jika jumlah asam berlebih, larutan hasil akhir reaksi akan bersifat asam.
3.
Reaksi Asam Lemah dengan Basa Kuat Contoh reaksi asam lemah dengan basa kuat adalah reaksi antara CH3COOH dengan NaOH yang menghasilkan CH3COONa dan air. Pada reaksi antara asam lemah dan basa kuat seperti ini, jika jumlah mol asam sama dengan jumlah mol basa, larutan hasil akhir reaksi akan bersifat basa. Jika jumlah mol asam berlebih, akan terbentuk larutan penyangga (buffer) dengan sifat asam. Sementara itu, jika jumlah basa berlebih, larutan hasil akhir reaksi akan bersifat basa.
4.
Reaksi Asam Lemah dengan Basa Lemah Pada reaksi antara asam lemah dan basa lemah, sifat larutan hasil reaksi tidak bergantung pada jumlah asam dan basa yang bereaksi. Akan tetapi, bergantung pada nilai Ka asam lemah dan Kb basa lemah. Jika nilai Ka lebih besar daripada nilai Kb, larutan hasil reaksi akan bersifat asam. Sebaliknya, jika nilai Kb lebih besar daripada nilai Ka, larutan hasil reaksi akan bersifat basa. Sementara itu, jika nilai Ka sama dengan nilai Kb, larutan hasil reaksi akan bersifat netral.
D. Perhitungan pH Larutan Hasil Reaksi Asam Kuat dengan Basa Kuat Pada reaksi asam kuat dengan basa kuat, jika jumlah asam sama dengan jumlah basa (mol H+ = mol OH–), larutan hasil akhir reaksi akan bersifat netral. Pada larutan netral, tidak
4
ada kelebihan ion H+ maupun OH– yang menentukan sifat asam atau basa. Tidak adanya kelebihan ion H+ maupun OH– ini menyebabkan kondisi kesetimbangan larutan sama dengan kesetimbangan air, sehingga nilai pH-nya adalah 7. Jika terdapat kelebihan ion H+ atau OH–, larutan hasil reaksi akan bersifat asam atau basa. Larutan akan bersifat asam (pH di bawah 7) jika ion H+ yang berlebih, sedangkan larutan akan bersifat basa (pH di atas 7) jika ion OH– yang berlebih.
5
