Kurikulum 2013
kimia HIDROLISIS Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, kamu diharapkan memiliki kemampuan berikut. 1. Memahami definisi, jenis, dan mekanisme hidrolisis. 2. Memahami sifat-sifat dan pH larutan garam. 3. Dapat menentukan pH pada hidrolisis garam.
A. Definisi, Jenis, dan Mekanisme Hidrolisis Hidrolisis berasal dari kata hidro yang berarti air dan lisis yang berarti penguraian. Jadi, hidrolisis dapat diartikan sebagai reaksi penguraian oleh air. Salah satu zat yang mengalami hidrolisis adalah garam. Hidrolisis garam adalah reaksi penguraian garam oleh air. Pada hidrolisis garam, ion positif (kation) dan ion negatif (anion) dari garam akan bereaksi dengan air membentuk asam (H3O+) dan basa (OH–) asalnya. Reaksi hidrolisis ini berlawanan dengan reaksi penetralan. Reaksi penetralan adalah reaksi antara asam dan basa yang menghasilkan garam. Garam yang dihasilkan tidak selalu bersifat netral, tetapi bergantung pada kekuatan asam dan basa pembentuknya. Larutan garam yang dapat terhidrolisis adalah garam-garam yang dibentuk dari asam dan basa, dengan salah satu atau keduanya bersifat lemah. Dengan demikian, garam yang dihasilkan dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami hidrolisis.
K e l a s
XI
B. Sifat-Sifat dan pH Larutan Garam Garam terdiri atas ion positif (kation) yang berasal dari basa dan ion negatif (anion) yang berasal dari asam. Berdasarkan asam dan basa pembentuknya, garam dapat dibedakan menjadi empat, yaitu sebagai berikut.
1.
Garam dari Asam Kuat dan Basa Kuat Contoh garam dari asam kuat dan basa kuat adalah natrium klorida (NaCI). NaCI terionisasi sempurna di dalam air menurut reaksi berikut. NaCI (aq) → Na+ (aq) + Cl– (aq) Sementara itu, reaksi ionisasi air berlangsung dalam kesetimbangan berikut. H2O (l) H+ (aq) + OH– (aq) Ion Na+ pada garam NaCI berasal dari basa kuat NaOH, sehingga tidak dapat bereaksi dengan ion OH– dari air. Sementara itu, ion Cl– pada garam NaCI berasal dari asam kuat HCI, sehingga tidak dapat bereaksi dengan ion H+ dari air. Oleh karena itu, garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat tidak dapat terhidrolisis. Nilai [H+] dan [OH–] dalam air tidak berubah dengan adanya garam, sehingga pH-nya tetap sama dengan pH air murni (pH = 7). Dengan kata lain, larutan garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat ini bersifat netral.
2.
Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat Contoh garam dari asam lemah dan basa kuat adalah natrium asetat (CH3COONa). CH3COONa terionisasi di dalam air menurut persamaan reaksi berikut. CH3COONa (aq) → CH3COO– (aq) + Na+ (aq) Sementara itu, reaksi ionisasi air berlangsung dalam kesetimbangan berikut. H2O (l) H+ (aq) + OH– (aq) Ion CH3COO– pada garam CH3COONa berasal dari asam lemah CH3COOH. Ion CH3COO– akan bereaksi dengan ion H+ dari air dan mengalami hidrolisis. Sementara itu, kation Na+ yang berasal dari basa kuat tidak bereaksi dengan air. Oleh karena hidrolisis hanya terjadi pada ion sisa asam lemah, maka hidrolisis ini disebut sebagai hidrolisis parsial atau hidrolisis sebagian. Reaksi hidrolisis parsial pada anion CH3COO– adalah sebagai berikut. CH3COO– (aq) + H2O (l) CH3COOH (aq) + OH–(aq) Oleh karena reaksi hidrolisisnya melepaskan ion OH–, maka garam yang dihasilkan dari asam lemah dan basa kuat bersifat basa.
2
3.
Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah Contoh garam dari asam kuat dan basa lemah adalah amonium klorida (NH4CI). NH4CI terionisasi di dalam air menurut persamaan reaksi berikut. NH4CI (aq) → NH4+ (aq) + Cl– (aq) Sementara itu, reaksi ionisasi air berlangsung dalam kesetimbangan berikut. H2O (l) H+(aq) + OH–(aq) Ion NH4+ pada garam NH4CI berasal dari basa lemah NH4OH. Ion NH4+ akan bereaksi dengan ion OH– dari air dan mengalami hidrolisis. Sementara itu, anion Cl– yang berasal dari asam kuat tidak bereaksi dengan air. Oleh karena hidrolisis hanya terjadi pada ion sisa basa lemah, maka hidrolisis ini disebut sebagai hidrolisis parsial atau hidrolisis sebagian. Reaksi hidrolisis parsial pada kation NH4+ adalah sebagai berikut. NH4+ (aq) + H2O (l) NH4OH (aq) + H+ (aq) Oleh karena reaksi hidrolisisnya melepaskan ion H+, maka garam yang dihasilkan dari asam kuat dan basa lemah bersifat asam.
4.
Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah Contoh garam dari asam lemah dan basa lemah adalah amonium sianida (NH4CN). NH4CN terionisasi di dalam air menurut reaksi berikut. NH4CN (aq) → NH4+ (aq) + CN– (aq) Sementara itu, reaksi ionisasi air berlangsung dalam kesetimbangan berikut. H2O (l) H+ (aq) + OH– (aq) Ion NH4+ pada garam NH4CN berasal dari basa lemah NH4OH. Ion NH4+ akan bereaksi dengan ion OH– dari air menurut reaksi berikut. NH4+ (aq) + H2O (l) NH4OH (aq) + H+ (aq) Ion CN– pada garam NH4CN berasal dari asam lemah HCN. Ion CN– akan bereaksi dengan ion H+ dari air menurut reaksi berikut. CN– (aq) + H2O (l) HCN (aq) + OH– (aq)
3
Pada garam dari asam lemah dan basa lemah, hidrolisis terjadi pada ion sisa asam lemah dan juga ion sisa basa lemah. Dengan demikian, hidrolisis ini disebut sebagai hidrolisis total. Oleh karena reaksi kedua ion tersebut masing-masing menghasilkan ion H+ dan OH–, maka sifat larutan garam yang dihasilkan bergantung pada nilai Ka dan Kb. Jika nilai Ka > Kb, larutan garam bersifat asam. Jika nilai Ka < Kb, larutan garam bersifat basa. Sementara itu, jika Ka = Kb, larutan garam bersifat netral.
C. Perhitungan pH Hidrolisis Garam Pada prinsipnya, perhitungan pH untuk larutan yang bersifat asam adalah dari perhitungan konsentrasi ion hidronium H+. Sementara perhitungan pH untuk larutan yang bersifat basa adalah dari perhitungan konsentrasi ion OH–. Secara umum, rumus yang digunakan dalam perhitungan pH adalah sebagai berikut. pH = – log [H+] pOH = – log [OH–] pH + pOH = 14
1.
Hidrolisis Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah Pada hidrolisis yang menghasilkan garam bersifat asam, perhitungan pH dilakukan dengan menentukan konsentrasi ion H+. Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H+ adalah sebagai berikut.
[H+] =
Kw Kb
× M × valensi
Keterangan: Kw
= konstanta ionisasi air = 10–14 (25°C, 1 atm);
Kb
= konstanta ionisasi basa lemah;
M
= konsentrasi garam (mol/L);
valensi = koefisien kation sisa basa lemah; Kw
= konstanta hidrolisis (Kh); dan Kb (M × valensi) = konsentrasi kation sisa basa lemah.
4
Contoh Soal 1 Tentukan pH larutan garam NH4Cl 0,1 M jika nilai Kb NH3 adalah 1 × 10–5! Penyelesaian: Dengan menggunakan rumus perhitungan [H+] pada garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah, diperoleh: [H+] =
=
Kw Kb 10
× M × valensi
-14
10
-5
× 0,1 × 1
= 10–5 M Dengan demikian, diperoleh: pH = – log [H+] = – log (10–5) =5 Jadi, pH larutan garam tersebut adalah 5.
2.
Hidrolisis Garam dari Basa Kuat dan Asam Lemah Pada hidrolisis yang menghasilkan garam bersifat basa, perhitungan pH dilakukan dengan menentukan konsentrasi ion OH–. Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion OH– adalah sebagai berikut. [OH–] =
Kw × M × valensi Ka
Keterangan: Kw
= konstanta ionisasi air = 10–14 (25°C, 1 atm);
Ka
= konstanta ionisasi asam lemah;
M
= konsentrasi garam (mol/L);
valensi = koefisien anion sisa asam lemah; Kw Ka
= konstanta hidrolisis (Kh); dan
(M × valensi) = konsentrasi anion sisa asam lemah.
5
Contoh Soal 2 Tentukan pH larutan garam CH3COONa 0,2 M jika nilai Ka CH3COOH adalah 2 × 10–5! Penyelesaian: Dengan menggunakan rumus perhitungan [OH–] pada garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah, diperoleh: [OH–]
=
Kw × M × valensi Ka
=
10-14 × 0, 2 ×1 2 × 10-5
= 10–5 M Dengan demikian, diperoleh: pOH = – log [OH–] = – log (10–5) =5 Oleh karena pH + pOH = 14, maka: pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan garam tersebut adalah 9.
3.
Hidrolisis Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah Pada hidrolisis total, konsentrasi garam tidak memengaruhi besarnya pH larutan. Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H+ dan ion OH– dari suatu garam yang terhidrolisis total adalah sebagai berikut. [H+] =
[OH–] =
6
Ka Kb
Kb Ka
× Kw
× Kw
Keterangan: Ka = konstanta ionisasi asam lemah; Kb = konstanta ionisasi basa lemah; dan Kw = konstanta ionisasi air = 10–14 (25°C, 1 atm).
Contoh Soal 3 Tentukan pH larutan garam NH4CN jika nilai Ka HCN = 10–6 dan Kb NH3 = 10–5! Penyelesaian: Dengan menggunakan rumus perhitungan [H+] pada garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, diperoleh: [H+] =
=
Ka Kb 10
× Kw
-6 -5
10 = 10–7,5
× 10
-14
Dengan demikian, diperoleh: pH = – log [H+] = – log (10–7,5) = 7,5 Jadi, pH larutan garam tersebut adalah 7,5.
7
