BUKU KIMIA HIJAU

EDISI REVISI K Untuk SMA/MA Kelas XI KIIMMIIAA HHIIJJAAUU 2 Semester Wulan Angga Dewi BUKU AJAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya, buku ajar kimia hijau untuk SMA/MA kelas XI semester 2 ini dapat diselesaikan. Buku ajar ini disusun dengan tujuan menyediakan materi pembelajaran kimia berbasis kimia hijau yang dapat dijadikan sebagai fasilitas sumber belajar oleh siswa. Buku ajar ini telah disesuaikan dengan kompetensi dasar (KD), indikator dan tujuan pembelajaran kimia pada kelas XI semester 2. Buku ajar kimia hijau ini menyajikan tiga aspek yaitu aspek bahaya bahan kimia sintetis, pencegahan penggunaan bahan kimia sintetis dan penggantian bahan kimia sintetis. Buku ini juga dilengkapi dengan latihan soal untuk melatih kemampuan siswa. Proses penyusunan buku ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah mendukung penyusunan buku ini, diantaranya: 1. Prof. Dr. I Wayan Redhana, M.Si., selaku pembimbing I, yang telah memberikan banyak masukan yang konstruktif terhadap penyusunan serta penyajian materi buku ajar. 2. Prof. Dr. Putu Budi Adnyana, M.Si., selaku pembimbing II, yang telah memberikan masukan terkait tata cara penulisan pada buku ajar. Penyusun menyadari bahwa buku ajar ini masih banyak yang perlu dibenahi dan dikoreksi lebih lanjut. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat penyusun harapkan guna perbaikan selanjutnya. Semoga buku ajar ini dapat digunakan dengan baik dan dapat membantu siswa dalam memahami pembelajaran kimia. Denpasar, April 2019 Penyusun, KATA PENGANTAR Buku Kimia Kelas XI/II i I

Kimia hijau merupakan kajian bidang kimia yang memfokuskan pada penerapan prinsip-prinsip kimia dalam merancang, menggunakan, dan memproduksi bahan kimia untuk mengganti atau mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya yang berdampak negatif pada kesehatan manusia dan lingkungan. Paul Anastas dan Warner pada tahun 1998 memperkenalkan 12 prinsip Green chemistry. Prinsip tersebut sebagai kerangka pemandu untuk mendesain produk dan proses kimia yang baru dan berlaku untuk semua aspek siklus kehidupan dengan menggunakan bahan-bahan baru untuk efisiensi dan keamanan, toksisitas, dan biodegradabilitas suatu produk dan reagen yang digunakan. Prinsip-prinsip tersebut adalah sebagai berikut: 1. Pencegahan terbentuknya bahan buangan racun atau limbah lebih baik dari pada menangani atau membersihkan setelah bahan buangan tersebut terbentuk. 2. Mengekonomiskan atom dalam merancang metode sintesis. Metode sintesis harus di desain untuk memaksimalkan penggabungan semua material yang digunakan dalam proses pembuatan sampai produk akhir yang dihasilkan. 3. Sintesis bahan kimia yang tidak berbahaya atau beracun bagi kesehatan manusia dan lingkungan. 4. Merancang produk kimia yang lebih aman, meskipun tingkat bahaya atau toksisitasnya dikurangi tetapi fungsi atau tujuan dari produk tersebut tetap efektif. 5. Menggunakan pelarut dan bahan-bahan pendukung yang lebih aman dan tidak berbahaya. 6. Rancangan untuk efisiensi energi. Kebutuhan energi dari proses kimia harus memperhitungkan mengenai lingkungan dan dampak ekonomi yang harus diminimalisasi. 7. Penggunaan bahan mentah yang dapat diperbaharui. Bahan mentah harus dapat diperbaharui dari pada menghabiskan sumber daya yang ada. 8. Megurangi turunan (derivatives). Bahan-bahan turunan (derivatives) seperti reagents yang digunakan dalam proses kimia harus diminimalisasi untuk menghindari bahan-bahan buangan yang berbahaya. 9. Menggunakan katalis untuk meningkatkan selektifitas dan meminimalkan energi. TENTANG BUKU AJAR KIMIA HIJAU ii Buku Kimia Kelas XI/II

10. Merancang produk-produk kimia yang dapat terdegradasi menjadi produk yang tidak berbahaya. 11. Analisis bersama untuk pencegahan polusi. 12. Bahan kimia yang digunakan dalam proses kimia dipilih yang lebih aman untuk mencegah terjadinya kecelakaan seperti bahan kimia yang dapat menimbulkan ledakan. Prinsip kimia hijau diatas seringkali digunakan dalam kegiatan industri maupun kegiatan penelitian di laboratorium yang menggunakan bahan-bahan berbahaya yang tidak ramah lingkungan. Prinsip-prinsip diatas tidak semua dapat diterapkan di dalam buku ajar ini, hal tersebut dikarenakan keterbatasan dalam materi ajar yang terdapat dalam setiap bab serta pemilihan penggantian bahan ramah lingkungan yang harus disesuaikan. Buku ajar ini menjabarkan tiga aspek utama yaitu aspek bahaya bahan kimia sin- tetis, pencegahan penggunaan bahan kimia sintetis dan penggantian bahan kimia sintetis. Buku Kimia Kelas XI/II iii

Petunjuk penggunaan buku ini berguna untuk memandu kalian mengetahui isi/ komponen buku. Penjelasan singkat tentang komponen tersebut akan mempermudah pemahaman kalian tentang materi yang tersaji dalam buku ini. PETUNJUK PENGGUNAAN BUKU Halaman Awal Bab berisi gambaran kaitan antara materi yang akan dipelajari dan terapannya dalam kehidupan sehari-hari. Kompetensi Dasar dan Indikator berisi KI dan indikator materi pada setiap bab yang dipelajari siswa Peta Konsep membantu mengetahui hubungan antar konsep yang akan dipelajari dan alur pembahasan dalam bab. Kata Kunci berisi istilahistilah penting yang dipelajari pada setiap bab iv Buku Kimia Kelas XI/II

Info Kimia berisi informasi mengenai bahaya, pencegahan dan penggantian bahan kimia sintetis. Prinsip Kimia Hijau berisi prinsip-prinsip kimia hijau yang sesuai penerapannya dalam info kimia. Kegiatan Praktikum berisi kegiatan praktikum yang ramah lingkungan untuk membantu siswa memahami materi. Kimiawan Berjasa berisi kimiawan atau tokoh berjasa dalam bidang kimia Buku Kimia Kelas XI/II v

Contoh Soal menjelaskan penyelesaian terhadap suatu soal pada setiap bab Latihan Soal berisi soal esai untuk menilai pemahaman konsep dari materi terkait Rangkuman berisi poin-poin penting materi dan rumus yang sudah dipelajari vi Buku Kimia Kelas XI/II

Glosarium berisi istilah-istilah kimia penting pada setiap bab Uji Kompetensi berisi soalsoal yang diberikan pada setiap akhir bab yang terdiri dari soal pilihan ganda dan uraian. Buku Kimia Kelas XI/II vii

KATA PENGANTAR........................................................................................i TENTANG BUKU AJAR KIMIA HIJAU......................................................ii PETUNJUK PENGGUNAAN BUKU ............................................................iv DAFTAR ISI..................................................................................................viii BAB 1 ASAM-BASA ........................................................................................1 A. Teori Asam dan Basa ..............................................................................3 B. Indikator Asam dan Basa.........................................................................6 C. Kekuatan Asam dan Basa......................................................................10 D. Derajat Keasaman (pH).........................................................................15 BAB 2 KESETIMBANGAN ION DALAM LARUTAN GARAM..............26 A. Pengertian Hidrolisis.............................................................................28 B. Sifat-sifat Garam ...................................................................................29 C. Reaksi Hidrolisis...................................................................................31 D. Kelarutan dan Faktor yang Memengaruhi Kelarutan .............................39 E. Hasil Kali Kelarutan (Ksp)....................................................................40 F. Hubungan Kelarutan dan Ksp................................................................40 G. Pengaruh Ion Senama pada Kelarutan ...................................................42 H. Ksp dan Reaksi Pengendapan................................................................44 BAB 3 LARUTAN PENYANGGA ................................................................54 A. Larutan Penyangga...............................................................................56 B. Jenis-Jenis Larutan Penyangga.............................................................56 C. Perhitungan pH Larutan Penyangga.....................................................61 D. Peranan Larutan Penyangga .................................................................65 BAB 4 TITRASI ASAM-BASA .....................................................................73 A. Titrasi Asam-Basa................................................................................75 B. Kurva Titrasi Asam-Basa.....................................................................76 BAB 5 SISTEM KOLOID..............................................................................88 A. Pengertian Koloid ................................................................................90 B. Jenis-Jenis Koloid ................................................................................92 DAFTAR ISI viii Buku Kimia Kelas XI/II

C. Sifat dan Penerapan Sistem Koloid......................................................97 D. Pembuatan Koloid..............................................................................105 DAFTAR PUSTAKA....................................................................................114 Buku Kimia Kelas XI/II ix

Indikator Kompetensi Dasar Dalam kehidupan sehari-hari, Anda tentu pernah menyantap buah-buahan, seperti jeruk, lemon atau mangga. Bagaimanakah rasanya? Kadang-kadang buah-buahan tersebut rasanya asam. Lain halnya jika secara tidak sengaja air sabun terminum oleh Anda. Anda pasti merasakan pahit. Apakah yang menyebabkan perbedaan rasa tersebut? Rasa makanan yang berbedda-beda disebabkan sifat kimia makanan tersebut, yaitu asam, basa dan netral. Jeruk, lemon dan mangga bersifat asam, sedangkan air sabun bersifat basa. Selain zat-zat tersebut, masih banyak senyawa asam dan basa disekitar Anda. 3.10 Menjelaskan konsep asam dan basa serta kekuatannya dan kesetimbangan pengionnya dalam larutan 4.10 Menganalisis trayek perubahan pH beberapa indikator yang diekstrak dari bahan alam melalui percobaan BAB 1 ASAM-BASA 1. Menjelaskan pengertian asam dan basa. 2. Menuliskan persamaan reaksi asam basa. 3. Mengukur pH beberapa larutan dengan menggunakan indikator universal. 4. Menghubungkan kekuatan asam atau basa dengan derajat ionisasi dan tetapan kesetimbangan ionisasinya. 5. Menghitung pH larutan asam-basa. 6. Melalukan percobaan membuat indikator asam basa dari bahan alam. 1 Buku Kimia Kelas XI/II Sumber: Chemistry (Chang), 2010

Arrhenius Bronsted-Lowry Lewis Indikator asam basa Kertas lakmus Indikator Universal pH Asam kuat Asam lemah Basa kuat Basa lemah pOH proton Trayek indikator Asam-basa konjugasi Peta Konsep Kata Kunci Buku Kimia Kelas XI/II 2 Asam-Basa Arrhenius Bronsted-Lowry Lewis Teori Kertas Lakmus Indikator Universal pH Basa Kuat Asam Lemah Basa Lemah Asam Kuat Kekuatan dinyatakan dengan Indikator Asam Basa

Pernahkan Anda memerhatikan, mengapa jeruk memiliki rasa asam? Mengapa air sabun terasa pahit jika tertelan? Kandungan apa yang terdapat pada jeruk dan air sabun?Pada bab 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. Sifat asam dan basa dari suatu larutan dapat dijelaskan menggunakan beberapa teori, yaitu teori asam-basa Arrhenius, teori asam-basa Bronsted-Lowry, dan teori asam-basa Lewis. Ketiga teori ini mempunyai dasar pemikiran yang berbeda, tetapi saling melengkapi. 1. Teori Asam-Basa Arrhenius Bahan makanan yang Anda makan memiliki rasa yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut disebabkan oleh sifat kimia bahan makanan, yaitu asam dan basa. Apakah asam dan basa itu? Istilah asam berasal dari bahasa Latin “acetum” yang berarti cuka. Seperti yang Anda ketahui, zat utama dalam cuka adalah asam asetat. Istilah basa (alkali) berasal dari bahasa Arab yang berarti abu. a. Asam Teori asam-basa Arrhenius mendasari perhitungan kekuatan asambasa. Menurut Arrhenius senyawa asam adalah senyawa yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion hidronium (H+ ). Perhatikan contohcontoh asam beserta reaksi ionisasinya pada Tabel 1.1. Tabel 1.1 Beberapa contoh asam, nama asam, dan reaksi ionisasinya. Rumus asam Nama asam Reaksi ionisasi HCl Asam klorida HCl(aq) H+ (aq) + Cl- (aq) HBr Asam bromida HBr(aq) H+ (aq) + Br- (aq) HNO3 Asam nitrat HNO3(aq) H+ (aq) + NO3 - (aq) H2SO4 Asam sulfat H2SO4(aq) 2H+ (aq) + SO4 2- (aq) H3PO4 Asam fosfat H3PO4(aq) 3H+ (aq) + PO4 2- (aq) CH3COOH Asam asetat CH3COOH(aq) CH3COO- (aq) + H+ (aq) H2S Asam sulfida H2S(aq) 2H+ (aq) + S 2- (aq) H2C2O4 Asam oksalat H2C2O4(aq) 2H+ (aq) + C2O4 2- (aq) A. Teori Asam Dan Basa 3 Buku Kimia Kelas XI/II

Berdasarkan jumlah ion H+ yang dapat dilepaskan, senyawa asam dikelompokkan ke dalam beberapa jenis, yaitu: 1) Asam monoprotik, yaitu senyawa asam yang melepaskan satu ion H+ . Contoh: HCl(aq), HBr(aq), HNO3(aq). 2) Asam diprotik, yaitu senyawa asam yang melepaskan dua ion H+ . Contoh: H2SO4(aq)dan H2CO3(aq). 3) Asam triprotik, yaitu senyawa asam yang melepaskan tiga ion H+ . Contoh: H3PO4(aq). Menurut Arrhenius, asam kuat merupakan asam yang derajat ionisasinya besar atau mudah terurai dan banyak menghasilkan ion H+ dalam larutannya. Contoh asam kuat, yaitu HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3 dan HClO4. b. Basa Menurut Arrhenius senyawa asam adalah senyawa yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion OH- . Perhatikan contoh-contoh basa beserta reaksi ionisasinya pada Tabel 2.1. Tabel 1.2 Beberapa contoh basa, nama basa, dan reaksi ionisasinya. Rumus basa Nama basa Reaksi ionisasi NaOH Natrium hidroksida NaOH(aq) Na+ (aq) + OH- (aq) Ca(OH)2 Kalsium hidroksida Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq) + 2OH- (aq) KOH Kalium hidroksida KOH(aq) K+ (aq) + OH- (aq) NH4OH Ammonium hidroksida NH4OH(aq) NH4 + (aq) + OH- (aq) NH3 Amonia NH3(g) + H2O(l) NH4 + (aq) + OH- (aq) Tidak semua senyawa yang mengandung gugus OH- merupakan suatu basa. Contohnya CH3COOH dan C6H5OH yang justru merupakan asam. Sementara itu, CH3OH tidak menunjukkan sifat asam atau basa dalam air. Berdasarkan jumlah gugus OH- yang diikat, senyawa basa dikelompokkan ke dalam beberapa jenis, yaitu: 1) Basa monohidroksi, yaitu senyawa basa yang memiliki satu ion OH- . Contoh: NaOH(aq), KOH(aq), NH4OH(aq). 2) Basa dihidroksi, yaitu senyawa basa yang memiliki dua ion OH- . Contoh: Ca(OH)2(aq) dan Ba(OH)2(aq) 3) Basa trihidroksi, yaitu senyawa asam yang memiliki tiga ion OHContoh: Al(OH)3(aq) Buku Kimia Kelas XI/II 4

Menurut Arrhenius, basa kuat merupakan basa yang mudah terionisasi dalam larutannya dan banyak menghasilkan ion OH- . Contoh basa kuat, yaitu KOH, NaOH, Ba(OH)2 dan Ca(OH)2. 2. Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry Menurut Bronsted dan Lowry, asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (donor proton atau ion H+ ), sedangkan basa adalah suatu zat yang dapat menerima proton (akseptor proton atau ion H+ ). Perhatikan contoh berikut: Untuk reaksi ke kanan: HCl merupakan asam karena memberikan ion H+ kepada molekul H2O untuk berubah menjadi H3O+ . H2O adalah basa karena menerima ion H+ dari molekul HCl. Untuk reaksi ke kiri: Ion H3O+adalah asam karena memberikan ion H+ kepada ion OH- dan berubah menjadi H2O, sedangkan ion OH- adalah basa karena menerima H+ untuk berubah menjadi molekul HCl. 3. Teori Asam-Basa Lewis Asam Lewis adalahsuatu senyawa yang mampu menerima pasangan elektron dari senyawa lain (akseptor pasangan elektron), sedangkan basa Lewis adalah senyawa yang dapat memberikan pasangan elektron kepada senyawa lainn (donor pasangan elektron). HCl(g) + H2O(l) H3O + (aq) + Cl- (aq) Konjugasi Asam 1 Basa 2 Asam 2 Basa 1 Konjugasi (Sumber: Chang, 2010) Gambar 1.1 Reaksi asam basa menurut Lewis 5 Buku Kimia Kelas XI/II

Jika di hadapan Anda terdapat larutan yang tidak diketahui sifatnya (asam atau basa), bagaimanakah cara Anda mengenal sifat larutan tersebut? Sifat asam atau basa suatu senyawa dapat diketahui dengan cara mencicipi. Namun, pengenalan dengan cara ini berisiko tinggi karena ada senyawa kimia yang bersifat racun. Pengenalan senyawa asam dan basa dapat dilakukan menggunakan kertas lakmus dan indikator universal. Indikator asam basa adalah suatu zat yang memberikan warna berbeda pada larutan asam dan larutan basa. Dengan adanya perbedaan warna tersebut, indikator dapat digunakan untuk mengetahui apakah suatu zat bersifat asam atau basa 1. Kertas Lakmus Kertas lakmus adalah kertas yang digunakan untuk menentukan derajat keasaman suatu zat. Terdapat dua macam kertas lakmus yang biasa digunakan untuk mengenali senyawa asam atau basa, yaitu kertas lakmus merah dan 1. Tuliskan persamaan reaksi ionisasi asam atau basa berikut. a. H2CO3(aq) b. Ca(OH)2(aq) c. HCN(aq) d. HF(aq) 2. Tunjukkan spesi yang bertindak sebagai asam dan basa beserta pasangan asam-basa konjugasinya dalam persamaan reaksi berikut. a. H2O(l) + NH3(aq) NH4 + (aq) + OH- (aq) b. H2PO4 - (aq) + H2O(l) H3PO4 (aq) + OH- (aq) c. HCN(aq) + H2O(aq) CN- (aq) + H3O+ (aq) d. NH3(l) + NH3(l) NH4 + (aq) + NH2 - (aq) 3. Konsep asam basa menurut Lewis dapat digunakan untuk menjelaskan reaksi asam-basa yang terjadi pada: CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) Gambarkan struktur Lewis dari reaksi tersebut. tentukan molekul yang bertindak sebagai asam dan sebagai basa. Latihan 1.1 B. Indikator Asam Dan Basa Buku Kimia Kelas XI/II 6

kertas lakmus biru. Kertas lakmus merah berubah menjadi biru jika bereaksi dengan senyawa basa, sedangkan kertas lakmus biru berubah warna menjadi merah ketika bereaksi dengan senyawa asam. Tabel 1.3 Pengujian Sifat Asam Basa Beberapa Zat Kimia Lakmus Perubahan Warna Lakmus Merah Lakmus Biru Kesimpulan Sifat Zat HCl Tidak Berubah Merah Asam NaOH Biru Tidak Berubah Basa H2SO4 Tidak Berubah Merah Asam KOH Biru Tidak Berubah Basa 2. Indikator Universal Harga pH (derajat keasaman) suatu larutan dapat diperkirakan dengan menggunakan trayek pH indikator. pH suatu larutan juga dapat ditentukan dengan menggunakan indikator universal. Indikator universal merupakan campuran berbagai indikator yang dapat menunjukkan pH suatu larutan dari perubahan warnanya. Perhatikan Gambar 1.3 berikut. (Sumber: Chemistry (Chang), 2010) Gambar 1.2 Sepasang kertas lakmus merah dan biru beserta pengujiannya (Sumber:Harnanto, A, dkk. 2010) Gambar 1.3 Beberapa trayek indikator asam basa 7 Buku Kimia Kelas XI/II

Tabel 1.4 Beberapa Zat Indikator Asam-Basa Indikator Perubahan warna Trayek pH Metil Jingga (MO) Merah ke kuning 3,1 – 4,4 Metil Merah (MM) Merah ke kuning 4,4 – 6,2 Bromtimol biru (BTB) Kuning ke biru 6,0 – 7,6 Fenolftalein (PP) Tidak berwarna ke merah ungu 8,3 – 10,0 (Sumber: Sudaarmo, U. 2016) Kegiatan Praktikum 1.1 Penentuan Sifat Asam dan Basa dengan Indikator Alami 1. Tujuan : Menguji dan mengelompokkan bahan-bahan alam di kehidupan sehari-hari dalam sifat asam, basa, dan netral menggunakan indikator alami dan kertas lakmus 2. Alat dan Bahan Alat Bahan Pipet tetes Air suling Larutan garam Pelat tetes Air kapur Bunga sepatu merah Gelas kimia 25 mL Air sabun Kulit manggis Air tomat Kol ungu Larutan gula Kunyit Larutan cuka Kertas lakmus 3. Cara Kerja Perubahan warna kertas lakmus dengan larutan a. Letakkan potongan kecil kertas lakmus merah pada salah satu pelat tetes dan kertas lakmus biru pada pelat tetes yang lain. b. Teteskan air kapur pada kedua kertas lakmus tersebut dengan menggunakan pipet tetes. Amati perubahan yang terjadi. c. Ulangi langkah diatas, menggunakan larutan lain yang sudah disediakan. Indikator bahan alam d. Tumbuk bunga sepatu merah sampai halus, kemudian tambahkan beberapa tetes air. Aduk, kemudian ambilah airnya. e. Letakkan air bunga sepatu tersebut ke dalam dua lekukan pelat tetes. Buku Kimia Kelas XI/II 8

f. Teteskan air kapur pada lekukan pelat tetes pertama dan larutan cuka pada lekukan pelat tetes kedua. Amati perubahan yang terjadi. g. Lakukan langkah (d), (e) dan (f) dengan menggunakan bahan lain yang disediakan. 4. Tabel Pengamatan Perubahan warna kertas lakmus No Bahan Kertas Lakmus Sifat larutan Merah Biru Asam Netral Basa 1. Air suling (aquades) 2. Air kapur 3. Air jeruk 4. Air sabun 5. Air tomat 6. Larutan gula 7. Larutan cuka 8 Larutan garam Indikator bahan alam No Ekstrak bahan alam Warna esktrak bahan alam Warna ekstrak saat ditetesi Cuka Air Kapur 1. Bunga sepatu 2. Kunyit 3. Kulit manggis 4. Kol ungu 5. Pertanyaan a. Air suling bersifat netral, cuka bersifat asam, dan air kapur bersifat basa. Berdasarkan percobaan tersebut, bagaimana cara mengenali sifat larutan? b. Dari pengujian ekstrak bunga sepatu, kunyit, kulit manggis, dan kol ungu terhadap asam cuka dan air kapur, bahan alam apa saja yang dapat digunakan sebagai indikator asam dan basa? 6. Kesimpulan Diskusikan hasil percobaan dengan kelompok Anda. Buatlah laporan hasil eksperimen secara individual. 9 Buku Kimia Kelas XI/II

Kimiawan Berjasa Svante August Arrhenius (1859-1927) ialah seorang ilmuwan Swedia yang merupakan salah satu penggagas kimia fisik. Ia mendapat penghargaan Nobel dalam Kimia atas karyanya mengenai ionisasi pada tahun 1903. Ia mengemukakan bahwa senyawa dalam larutan dapat terurai menjadi ion-ionnya, dan kekuatan asam dalam larutan aqua tergantung pada konsentrasi ion-ion hydrogen di dalamnya. (Sumber: http://en.wikipedia.org) Telah dipelajari bahwa asam kuat dan basa kuat dalam air hampir semua molekulnya terurai menjadi ion-ion. Berdasarkan banyaknya ion yang dihasilkan pada ionisasi asam dan basa dalam larutan, maka kekuatan asam dan basa dikelompokkan menjadi asam kuat dan asam lemah serta basa kuat dan basa lemah. Kekuatan asam dan basa tersebut dapat dinyatakan dengan derajat ionisasi. Derajat ionisasi (α) adalah perbandingan antara jumlah molekul zat yang terionisasi dengan jumlah molekul zat mula-mula. Pada pelajaran yang lalu, telah diketahui bahwa per- bandingan molekul sama dengan perbandingan mol. Maka derajat ionisasi (α) dapat dinyatakan sebagai berikut. = ℎ ℎ − Larutan elektrolit kuat mengalami ionisasi sempurna, sehingga harga α mendekati satu. Sementara itu, larutan elektrolit lemah hanya mengalami ionisasi sebagian, sehingga harga α sangat kecil (α < 1). Persamaan ionisasi untuk larutan elektrolit kuat, contoh HCl: HCl(aq) H+ (aq) + Cl- (aq) C. Kekuatan Asam Dan Basa Buku Kimia Kelas XI/II 10

Semua molekul HCl terurai menjadi ion-ionnya, α = 1. Persamaan ionisasi asamlemah, contoh asam asetat (CH3 COOH): CH3COOH(aq) CH3COO- (aq) + H+ (aq) Hal ini berarti ionisasi elektrolit lemah termasuk kesetimbangan antara molekul-molekul zat elektrolit dengan ion- ionnya. 1. Tetapan Kesetimbangan Ionisasi Asam Lemah Secara umum persamaan reaksi ionisasi asam lemah dapat dituliskan sebagai berikut. HA(aq) H+ (aq) + A- (aq) [HA] mula-mula = Ma Derajat ionisasi HA= α HA yang terionisasi = Ma α HA sisa = Ma Ma α Tetapan kesetimbangan ionisasi asam lemah diberi simbol Ka Karena: [H+ ] = [A- ] (koefisien sama), dan [HA] sisa = [HA] mula-mula (derajat ionisasi HA sangat kecil). Maka: = [ +] 2 [H+ ] 2 = Ka Ma HA(aq) H+ (aq) + A- (aq) Ma Maα Maα Karena: [H+ ] = Maα dan [HA] = Ma, maka: = [+][ −] [] = √ [ +] = √ × 11 Buku Kimia Kelas XI/II

Harga tetapan asam beberapa asam lemah dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 1.5 Harga tetapan asam beberapa asam lemah pada suhu 25°C Rumus Kimia Nama Tetapan ionisasi Ka1 Ka2 HCN Asam sianida 4,9 10-10 HNO3 Asam nitrit 4,5 10-4 CH3COOH Asam asetat 1,8 10-5 H2SO3 Asam sulfit 1,7 10-2 6,3 10-8 H3PO4 Asam fosfat 7,1 10-3 6,2 10-8 H2S Asam sulfida 8,6 10-8 Sumber: Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Berapa konsentrasi ion H+ dalam larutan CH3COOH 0,01 M dalam air jika harga Ka = 1,75 10-5? Tentukanpula harga derajat ionisasi asam tersebut! Jawab: CH3COOH(aq) CH3COO- (aq) + H+ (aq) [ + ] = √ × = √1,75 10−5 × 0,01 = √1,75 10−7 = √4,18 10−4 = √ = √ 1,75 10−5 0,01 = 0,0418 Contoh Soal 1.1 Buku Kimia Kelas XI/II 12

2. Tetapan Kesetimbangan Ionisasi Basa Lemah Secara umum persamaan reaksi ionisasi asam lemah dapat dituliskan sebagai berikut. LOH(aq) L + (aq) + OH- (aq) [LOH] mula-mula = Mb Derajat ionisasi LOH = α LOH yang terionisasi = Mb α LOH sisa = Mb Mb α Tetapan kesetimbangan ionisasi basa lemah diberi simbol Kb Karena: [L + ] = [OH- ] (koefisien sama), maka: = [−] 2 [OH- ] 2 = Kb Mb dengan cara yang sama seperti pada asam lemah akan diperoleh: Contoh Soal = [ +][] [] [−] = √ × = √ 13 Buku Kimia Kelas XI/II

. Tabel 1.6 Harga tetapan asam beberapa asam lemah pada suhu 25°C Rumus Kimia Nama Tetapan ionisasi NH3(aq) Ammonia 1 8 10-5 NH2BH2 Hidrasin 1 7 10-6 NH2OH Hidroksiamin 1 1 10-8 CH3NH2 Metilamina 4 4 10-4 C5H5N Piridin 1 7 10-9 C6H5NH2 Anilina 4 3 10-10 C2H5NH2 Etil amin 4 7 10-4 Sumber: Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Tentukan harga konsentrasi ion OH– yang terdapat dalam larutan dimetil amino (CH3)2NH 0,01 M jika harga Kb larutan tersebut = 5,1 10-4 ! Tentukan pula harga derajat ionisasi dari larutan tersebut! Jawab: Mb (CH3)2NH = 0,01 M Kb = 5,1 10-4 [− ] = √ × = √5,1 10−4 × 0,01 = √5,1 10−6 = 2,26 10-3 = √ = √ 5,1 10−4 0,01 = 0,226 Contoh Soal 1.2 Buku Kimia Kelas XI/II 14

Kesimpulan kekuatan asam dan basa: 1. Asam kuat dan basa kuat terionisasi sempurna, se- dangkan asam lemah dan basa lemah terionisasi sebagian. 2. Makin besar harga Ka atau Kb makin kuat sifat asam atau basanya. Dan sebaliknya makin kecil harga Ka atau Kb makin lemah sifat asam atau basanya. 3. Makin besar harga derajat ionisasi makin kuat sifat asam atau basanya. Untuk menyatakan tingkat keasaman/kebasaan suatu larutan digunakan standar eksponen hidrogen atau pH. 1. Tetapan Kesetimbangan air (Kw) Air murni merupakan elektrolit yang sangatlemah, meskipun demikian bila diuji dengan menggunakan alat uji yang sangat peka, ternyata air memperlihatkan daya hantar listrik meskipun lemah. Kenyataan ini menunjukkan bahwa air dapat terionisasi menjadi ion H+ dan ion OH– meskipun sedikit. Persamaan kesetimbangan ionisasi air dapat dituliskan sebagai berikut: H2O(l) cH+ (aq) + OH- (aq) a – aα aα aα = [+] × [−] [2] Karena H2O yang terionisasi sangat kecil maka (H2O) dapat dianggap konstan. Artinya dapat dianggap tidak mengalami perubahan, sehingga: K [H2O]= [H+ ] [OH- ] Kw = [H+ ] [OH- ] Kw adalah tetapan kesetimbangan ionisasi air, mempunyai harga tetap pada temperatur tetap. Pada suhu 25°C, harga Kw = 10-14 D. Derajat Keasaman (pH) 15 Buku Kimia Kelas XI/II

Jadi, pada air murni berlaku: pKw = –log Kw = –log 10–14 Jadi: pKw = 14 pKw = pH + pOH pH = –log [H+] = –log 10–7 pH = 7 sehingga harga pH = pOH = 7 2. pH larutan asam kuat dan basa kuat Pada uraian mengenai asam kuat dan basa kuat telah kita pelajari bahwa seluruh atau hampir seluruh molekul-molekul asam kuat dan basa kuat dalam air teruraimenjadiion-ionnya.Jadi, derajationisasi asamkuat dan basa kuat dapat dianggap = 1. Secara teoritis untuk menghitung konsentrasi ion H+ pada asam kuat dan ion OH– pada basa kuat, tergantung pada banyaknya ion H+ atau OH– yang dapat terionisasi dalam larutan. Tentukan harga pH dan pOH larutan HCl 0,01 M ! Jawab Reaksi ionisasi: HCl(aq) H+ (aq) + Cl- (aq) 0,01 M 0,01 M 0,01 M [H+ ] = [HCl] = 0,01 M pH = –log [H+ ] = –log 0,01 = 2 pOH = 14 – 2 = 12 Contoh Soal 1.3 Buku Kimia Kelas XI/II 16

3. pH larutan asam lemah dan basa lemah Pada uraian mengenai asam lemah dan basa lemah dalam air, telah kita pelajari hanya sebagian kecil saja molekul-molekul asam lemah atau basa lemah yang dapat terionisasi dalam air. Banyaknya asam atau basa yang terurai ditentukan oleh derajat ionisasi (α) atau harga tetapan setimbang asam lemah atau basa lemah (Ka atau Kb ). Untuk mendapatkan rumus konsentrasi ion H+ pada asam lemah telah dipelajari di depan, yaitu: [H+ ] = α Ma Ka = tetapan ionisasi asam lemah α = derajat ionisasi Ma = konsentrasi asam Untuk mendapatkan rumus konsentrasi ion OH– pada asam lemah telah dipelajari di depan, yaitu: [OH- ] = α Mb Kb = tetapan ionisasi basa lemah α = derajat ionisasi Mb = konsentrasi basa Dengan demikian pH dan pOH dari asam lemah dan basa lemah dapat ditentukan pula, yaitu: [+] = √ × [−] = √ × = − log[+] = − log[−] a. Tentukan pH 0,01 M asam format bila harga Ka asam format tersebut = 1,8 10–4 ! HCOOH(aq) HCOO- (aq) + H+ (aq) Jawab: [ ∓ ] = √ × = √1,8 10−4 × 0,01 = √51,8 10−6 = 1,34 10-3 Contoh Soal 1.4 17 Buku Kimia Kelas XI/II

pH = log 1,34 10-3 Jadi, pH= 3 log 1,34 = 3 0, 127 = 2,873 b. Tentukan pH larutan amonia (NH3 ) 0,1 M dalam air bila derajat ionisasinya 0,014! NH3(aq) + H2O(l) NH+ (aq) + OH– (aq) Jawab: [OH–] = α Mb = 0,014 0,1 = 0,0014 = 1,4 10 -3 pOH = –log 1,4 10 -3 = 3 – log 1,4 = 2,85 pH = 14 – pOH = 14 – 2,85 = 11,15 Buku Kimia Kelas XI/II 18

1. Hitunglah pH air murni pada 25°C! 2. Hitunglah pH dan nilai α dari HCl 0,05 M! 3. Suatu basa lemah BOH 0,01 M mempunyai nilai pH = 9 – log 2. Hitunglah nilai Kb basa tersebut. 4. Larutan asam klorida (HCl) 0,1 M dan larutan H2SO4 0,1 M dengan volume yang sama dicampur menjadi satu. Hitunglah pH campuran larutan tersebut! 5. Sebanyak 400 mL larutan yang mempunyai pH = 1 dicampur dengan 100 mL larutan yang mempunyai pH = 2. Hitunglah pH campuran yang terjadi. Latihan 1.2 19 Buku Kimia Kelas XI/II

1. Larutan asam mempunyai rasa asam dan bersifat korosif terhadap logam, sedangkan 2. larutan basa mempunyai rasa sedikit pahit dan bersifat kaustik. 3. Menurut Svante Arrhenius, penyebab sifat asam adalah ion H+ , sedangkan penyebab sifat basa adalah ion OH– . 4. Menurut Bronsted-Lowry: • asam = donor proton • basa = akseptor proton 5. Menurut Lewis • asam = menerima pasangan elektron • basa = memberikan pasangan elektron 6. Tetapan ionisasi asam (Ka) merupakan ukuran kekuatan asam. Semakin besar Ka, maka semakin kuat larutan asam tersebut. 7. Konsentrasi ion H+ dalam larutan asam kuat dapat dicari dengan rumus: [H+] = M × valensi asam 8. Konsentrasi ion OH– dalam larutan basa kuat dapat dicari dengan rumus: [OH–] = M × valensi basa 9. pH = – log [H+], pOH = – log [OH–] 10. Trayek pH indikator adalah batas-batas pH di mana indikator mengalami perubahan warna. RANGKUMAN Buku Kimia Kelas XI/II 20

Indikator asam basa: suatu zat yang dapat memberikan warna yang berbeda pada pH yang berbeda Asam Konjugasi: spesi asam yang terbentuk karena penambahan ion H+ ke dalam larutan basa. Asam Kuat : senyawa asam yang terurai sempurna dalam air, merupakan elektrolit kuat. Asam Lemah : senyawa asam yang hanya terurai sebagian dalam air, merupakan elektrolit lemah Basa Konjugasi : spesi basa yang terbentuk karena pelepasan ion H+ dari asam. Basa Kuat : senyawa basa yang terurai sempurna dalam air, merupakan elektrolit kuat. Basa Lemah : senyawa basa yang terurai sebagian jika dilarutkan dalam air, merupakan elektrolit lemah. pH : skala logaritma untuk menyatakan keasaman atau kebasaan suatu larutan. GLOSARIUM 21 Buku Kimia Kelas XI/II

A. Pilihan Ganda Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat 1. Di antara pernyataan berikut yang tepat untuk mendefinisikan teori asam basa menurut Arrhenius adalah …. a. Aseptor proton b. Donor proton c. Donor electron d. Menghasilkan ion H+ e. Menghasilkan ion OH– 2. Perhatikanpersamaanreaksiberikut. H2O(l) + SO3(aq) H2SO4(aq) Pernyataan yang tepat mengenai reaksi tersebut adalah …. a. H2O berperan sebagai asam b. SO3 berperan sebagai basa c. H2O menerima pasangan electron bebas d. H2O mendonorkan pasangan electron bebas e. SO3 mendonorkan pasangan electron bebas 3. Ammonia dalam reaksi NH3(aq) + H2O(l) NH4+ (aq) + OH- (aq) menurut Bronsted-Lowry bersifat basa karena …. a. Melepaskan OH- dalam air b. Menerima proton dari spesi H2O c. Memberikan proton ke spesi H2O d. Menerima pasangan electron bebas e. Memberikan pasangan electron bebas 4. Zat berikut dapat bersifat amfiprotik, kecuali …. a. H2O d. H2PO4 – b. H2SO4 e. HPO4 2– c. HSO4 – 5. Perhatikan kelompok senyawa berikut. 1) HCl, H2SO4, HNO3 2) Mg(OH)2, NH4OH, Li(OH)2 3) HIO3, Mg(OH)2, HCOOH 4) KOH, NH3, NaOH Kelompok senyawa di atas yang bersifat asam jika dilarutkan dalam air adalah …. a. 1) dan 2) b. 1) dan 3) c. 1) dan 4) d. 2) dan 4) e. 3) dan 4) 6. Dari beberapa larutan berikut ini HCl, HF, NH3, CH3COOH dan HNO3 yang termasuk larutan asam lemah adalah…. a. HCl dan HF b. NH3 dan HCl c. CH3COOH dan HNO3 d. HF dan CH3COOH e. HNO3 dan NH3 7. Ion hidrogen sulfit dapat bertindak sebagai basa dalam suatu reaksi. Pilihan persamaan reaksi yang mendukung pernyataan tersebut adalah …. a. HSO3 – (aq) + H2O(l) SO3 2– (aq) + H3O+ (aq) b. HSO3 – (aq) + NH3(aq) SO3 2– (aq) + NH4 + (aq) c. HSO3 – (aq) + CH3COO– (aq) SO3 2– (aq) + CH3COOH(aq) d. HSO3 – (aq) + H2O2 (aq) SO3 2– (aq) + H2O(l) e. HSO3 – (aq) + H2O(l) H2SO3(aq) + OH– (aq) Uji Kompetensi Bab 1 Buku Kimia Kelas XI/II 22

8. Pasangan berikut yang merupakan pasangan asam basa konjugasi, kecuali …. a. CH3COOH dan CH3COOb. H2O dan OHc. H3O+ dan OHd. NH4 + dan NH3 e. HCO3 - dan CO3 2- 9. Perhatikan tabel data percobaan berikut! Larutan Warna Kertas Lakmus Merah Lakmus Biru P Merah Biru Q Biru Biru R Biru Biru S Merah Merah T Merah Biru Berdasarkan data tersebut, larutan yang brsifat asam adalah …. a. P b. Q c. R d. S e. T 10. Derajat ionisasi dari larutan HCOOH 0,1 M adalah …. (Ka = 1,8 x 10-4 ) a. 0,01 b. 0,02 c. 0,03 d. 0,04 e. 0,05 11. Larutan CH3COOH 0,001 M (Ka = 1 x 10 – 5) mempunyai pH sebesar …. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 12. Untuk mengubah pH HCl dari 4 menjadi 5 diperlukan pengenceran sebanyak … kali. a. 20 b. 10 c. 3 d. 2 e. 1 13. Sebanyak 1,48 gram Ca(OH)2 dilarutkan dalam air hingga larutan menjadi 200 mL. pH larutan yang terbentuk adalah …. a. 1 – log 2 b. 2 – log 1 c. 12 – log 2 d. 13 + log 2 e. 13 – log 2 14. Larutan 100 cm3 H2SO4 pH = 2 diencerkan hingga volume larutan menjadi 1.000 cm3 , maka pH larutan yang terbentuk adalah …. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 15. Campuran 100 mL larutan CH3COOH 0,1M dengan 100 mL NaOH 0,2M mempunyai pH sebesar … (Ka = 1 × 10-5 ) a. 12 + log 5 b. 9 + log 5 c. 9 d. 5 e. 2 – log 5 16. Campuran antara 50 mL NaOH (pH = 10) dengan 50 mL larutan HCl (pH = 2) diperoleh larutan dengan …. a. pH = 2 b. pH = 3 c. 2 < pH < 3 d. 3 < pH < 4 e. 4 < pH < 5 a. 23 Buku Kimia Kelas XI/II

17. Perhatikan tebel Ka dari beberapa basa lemah berikut. Asam Kb LOH 7,2 x 10–10 MOH 1,8 x 10–8 NOH 6,7 x 10–5 Urutan kenaikan sifat basa dari lemah ke kuat adalah …. a. LOH – MOH – NOH b. LOH – NOH – MOH c. MOH – NOH – LOH d. NOH – MOH – LOH e. NOH – LOH – MOH 18. Perhatikan tabel Ka dari beberapa asam lemah berikut. Asam Ka HK 7,0 x 10-4 HL 6,0 x 10-10 HM 6,5 x 10-5 HN 1,6 x 10-5 HP 1,7 x 10-2 HQ 1,7 x 10-7 HR 1,0 x 10-8 HS 4,7 x 10-11 Berdasarkan tabel tersebut, kesimpulan yang tepat mengenai kekuatan asam larutan – larutan tersebut adalah …. a. Asam HK lebih lemah daripada asam HQ b. Asam HL lebih kuat daripada asam HN c. Asam HP lebih lemah daripada asam HR d. Asam HS lebih kuat daripada asam HM e. Asam HM lebih kuat daripada asam HL 19. Berikut data hasil pengujian suatu larutan dengan menggunakan beberapa indikator. Indikator Warna Hasil Penga matan Asam Basa Kertas lakmus merah Merah Biru Merah Daun pacar air Merah Kuning Merah Kunyit Kuning Jingga Kunin g Kubis ungu Merah muda Hijau kebiru an Merah muda Berdasarkan data tersebut, larutan yang diuji adalah …. a. NaCl b. K2SO4 c. HCl d. NH3 e. Ca(OH)2 20. Pasangan yang merupakan pasangan asam-basa konjugasi pada reaksi: HCl + H2O H3O+ + Cla. HCl dan H2O b. H3O+ dan Clc. HCl dan Cld. HCL dan H3O+ e. H2O dan ClBuku Kimia Kelas XI/II 24

B. Uraian Jawablah pertanyaan berikut dengan tepat! 1. Sebutkan kelemahan teori asam basa Arrhenius dan Bronsted – Lowry dibandingkan dengan teori Lewis! 2. Diberikan reaksi asam basa Bronted-Lowry sebagai berikut. a. CH3COOH + H2O CH3COO– + H3O+ b. CN– + H2O HCN + OH– c. NH3 + H2O NH4 + + OH– 3. Berikut disajikan data hasil pengujian sifat larutan dengan kertas lakmus. Larutan Warna lakmus merah Warna lakmus biru P Merah Merah Q Biru Biru R Merah Merah S Merah Biru T Biru Biru Berdasarkan data tersebut, tentukan larutan yang mengandung ion OH– ! 4. Diketahui suatu larutan basa lemah MOH mempunyai konsentrasi 0,001 M, Kb = 1 x 10–5 . tentukan harga pH larutan tersebut! 5. Disediakan 4 macam larutan, yaitu; NaOH 1 M, HCl 1 M, Al(OH)3 1 M, Ba(OH)2 1 M. Tuliskan reaksi asam basa yang dapat terbentuk dari larutan tersebut! 25 Buku Kimia Kelas XI/II

Indikator Kompetensi Dasar Apakah kalian mengenal asam cuka, pasta gigi, dan garam dapur? Cuka biasa digunakan untuk memasak atau sebagai bumbu pelengkap ketika kalian makan bakso, pasta gigi untuk menggosok gigi, sedangkan garam dapur untuk memasak. Ketiga bahan tersebut memiliki sifat keasaman/kebasaan yang berbeda. Cuka bersifat asam, pasta gigi bersifat basa, dan garam bersifat netral. Jika asam dan basa bereaksi maka akan menghasilkan garam dan air. Reaksi ini sering disebut dengan reaksi penetralan. Akan tetapi, tidak berarti garam yang dihasilkan selalu bersifat netral karena kenyataannya larutan garam dapat bersifat asam ataupun basa. 3.11Menganalisis kesetimbangan ion dalam larutan garam dan menghubungkan pH nya. 4.11 Melaporkan percobaan tentang sifat asam basa berbagai larutan garam. BAB 2 KESETIMBANGAN ION DALAM LARUTAN GARAM 1. Mengelompokkan jenis-jenis garam berdasarkan asam basa pembentuknya. 2. Menganalisis jenis garam yang mengalami hidrolisis. 3. Menghitung pH larutan garam yang terhidrolisis. 4. Melakukan percobaan tentang sifat dan jenis garam yang bersifat asam, basa, dan netral. 5. Menjelaskan kelarutan dan hasil kali kelarutan 6. Menjelaskan hubungan kelarutan dan hasil kali kelarutan 7. Menghitung kelarutan dari data hasil kali kelarutan 8. Menghitung tetapan hasil kali kelarutan dari harga kelarutan 9. Menjelaskan pengaruh ion senama 10. Sumber: www. google.com Buku Kimia Kelas XI/II 26

Hidrolisis Garam Hidrolisis Reaksi netralisasi pH Asam kuat Kelarutan Asam lemah Basa kuat Basa lemah pOH Ksp Kation Anion Hidrolisis parsial Hidrolisis total Peta Konsep Kata Kunci Kesetimbangan Ion dalam Larutan Garam Hasil Kali Kelarutan ℎ = Asam Kuat + Basa Lemah Basa Kuat + Asam Lemah [−] = √ [] ℎ = [ +] = √ [] Mempunyai hubungan Penentuan pH Penentuan pH Mempunyai hubungan [A+ ][B- ]< Ksp Asam Lemah + Basa Lemah ℎ = × pH tergantung Penentuan pH Mempunyai hubungan [A+ ][B- ]= Ksp [A+ ][B- ] >Ksp 27 Buku Kimia Kelas XI/II

Pada pembahasan larutan asam dan basa terdahulu telah dipelajari tentang reaksi penetralan, yaitu reaksi antara larutan asam dengan larutan basa yang menghasilkan garam dan air. Garam yang terbentuk dari reaksi penetralan belum tentu bersifat netral, bisa juga bersifat asam atau basa, tergantung kekuatan asam dan basa yang membentuknya. Apakah yang terjadi jika garam yang berasal dari asam/basa lemah direaksikan dengan air? Garam-garam tersebut akan terhidrolisis yang disebut hidrolisis garam. Pada bab ini, Anda akan mempelajari mengenai pengertian hidrolisis, sifat-sifat garam, konsep hidrolisis, cara menentukan pH suatu garam, kelarutan dan faktor yang memengaruhi kelarutan, dan Ksp A. Pengertian Hidrolisis Hidrolisis adalah istilah umum untuk reaksi zat dengan air (hidrolisis berasal dari kata hidro yang berarti air dan lisis yang berarti peruraian). Menurut konsep ini, komponen garam (kation atau anion) yang berasal dari asam lemah atau basa lemah bereaksi dengan air (terhidrolisis) membentuk ion H3O+ (H+ ) atau ion OH– . Jika hidrolisis menghasilkan ion H3O+ maka larutan bersifat asam, tetapi jika hidrolisis menghasilkan ion OH– maka larutan bersifat basa. Jika suatu garam dilarutkan dalam air, maka akan ada dua kemungkinan yang terjadi, yaitu: 1. Ion-ion yang berasal dari asam lemah (misalnya CH3COO– , CN– , dan S2– ) atauion-ion yang berasal dari basa lemah (misalnya NH4 + , Fe2+, dan Al3+) akanbereaksi dengan air. Reaksi suatu ion dengan air inilah yang disebut hidrolisis.Berlangsungnya hidrolisis disebabkan adanya kecenderungan ionion tersebutuntuk membentuk asam atau basa asalnya. Contoh: CH3COO– + H2O ⎯⎯→ CH3COOH + OH– NH4 + + H2O ⎯⎯→ NH4OH + H+ Buku Kimia Kelas XI/II 28

2. Ion-ion yang berasal dari asam kuat (misalnya Cl– , NO3 – , dan SO42– ) atau ionion yang berasal dari basa kuat (misalnya Na+ , K+ , dan Ca2+) tidak bereaksi dengan air atau tidak terjadi hidrolisis. Hal ini dikarenakan ion-ion tersebut tidak mempunyai kecenderungan untuk membentuk asam atau basa asalnya. (Ingat kembali tentang kekuatan asam-basa!) Na+ + H2O ⎯⎯→ tidak terjadi reaksi SO4 2- + H2O ⎯⎯→ tidak terjadi reaksi Hidrolisis hanya dapat terjadi pada pelarutan senyawa garam yang terbentuk dari ion-ion asam lemah dan ion-ion basa lemah. Jadi, garam yang bersifat netral (dari asam kuat dan basa kuat) tidak terjadi hidrolisis. B. Sifat-Sifat Garam Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, reaksi antara asam dengan basa menghasilkan garam dan air. Sifat garam tidaklah sama antara garam yang satu dengan yang lainnya tergantung pada kuat lemahnya asam dan basa yang bereaksi. Perhatikan Tabel 2.1 berikut ini. Tabel 2.1 Sifat-sifat garam berdasarkan asam dan basa pembentuknya No. Garam Asam Basa Pembentuknya Sifat Garam Asam Basa 1. NH4Cl HCl NH4OH Asam 2. Na2SO4 H2SO4 NaOH Netral 3. NaF HF NaOH Basa 4. Na2CO3 H2CO3 NaOH Basa 5. NaCl HCl NaOH Netral Berdasarkan tabel diatas, dapat disimpulkan jika yang direaksikan asam kuat dan basa kuat, maka garam yang terbentuk bersifat netral, contohnya Na2SO4 dan NaCl. Apabila yang direaksikan asam kuat dan basa lemah, maka garam yang dihasilkan bersifat asam, contohnya NH4Cl. Namun jika yang direaksikan adalah basa kuat dengan asam lemah, maka garam yang dihasilkan bersifat basa, contohnya Na2CO3 dan NaF. 29 Buku Kimia Kelas XI/II

Kegiatan Praktikum 2.1 Sifat Larutan Garam 1. Tujuan : Menemukan hubungan antara ion-ion pembentuk garam dengan sifat larutan garam 2. Alat dan Bahan Alat Bahan Pipet tetes Larutan garam dapur 0,1 M Pelat tetes Larutan pupuk ZA 0,1 M Larutan soda kue 0,1 M Larutan ammonium asetat 0,1 M 3. Cara Kerja a.Siapkan pelat tetes dan letakkan potongan kertas lakmus merah dan biru pada setiap cekungan. b.Tetesi kertas lakmus pada cekungan pertama dengan larutan garam dapur, cekungan kedua dengan larutan pupuk ZA, cekungan ketiga dengan larutan soda kue, dan cekungan keempat dengan larutan ammonium asetat. c.Amati perubahan warna kertas lakmus. 4. Tabel Pengamatan Larutan garam Basa pembentuk Asam pembentuk Sifat Rumus kimia Kuat/ lemah Rumus kimia Kuat/ lemah Larutan garam dapur Larutan pupuk ZA Larutan soda kue Larutan ammonium asetat 5. Pertanyaan a.Berdasarkan percobaan tersebut, kesimpulan apakah yang dapat Anda ambil tentang sifat larutan garam dalam air? b.Adakah hubungan antara asam dan basa pembentuk garam dengan sifat larutan garam di dalam air? Jelaskan. c.Sebutkan ciri-ciri garam yang dapat terhidrolisis! 6. Kesimpulan Diskusikan hasil percobaan dengan kelompok Anda. Buatlah laporan hasil eksperimen secara individual. Buku Kimia Kelas XI/II 30

C. Reaksi Hidrolisis CH3COONa(aq) 1. Garam yang anionnya berasal dari asam lemah dan kationnya berasal dari basa kuat Garam ini akan teronisasi sempurna dalam air dan akan menghasilkan ionion. Anion berasal dari asam lemah dan kation berasal dari basa kuat. Contohnya CH3COONa, CH3COOK, NaCN, dan NaF. Perhatikan reaksi berikut. + air CH3COO- (aq) + Na+ (aq) Anion dari asam lemah CH3COO- akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) sesuai dengan persamaan reaksi berikut. CH3COONa(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH- (aq) Adanya ion OH- dalam reaksi tersebut menunjukkan bahwa larutan garam tersebut bersifat basa. Jika diuji dengan kertas lakmus merah warna kertas lakmus akan berubah menjadi biru. Ion Cl- dan Br- yang berasal dari asam kuat, tidak bereaksi dengan air (tidak terhidrolisis) sehingga terjadi hidrolisis parsial. NaA(aq) Na+ (aq) + A- (aq) ………………………………… (1) Sebagai contoh, garam NaA dilarutkan dalam air, maka: Ion A- bereaksi dengan air membentuk reaksi kesetimbangan: A- (aq) + H2O(l) HA(aq) + OH- (aq) …………………(2) Berdasarkan reaksi tersebut, didapatkan nilai tetapan kesetimbangan (Kh): ℎ = [HA][OH−] [A−] ………………………………………………..(3) Jika persamaan tersebut dikalikan dengan angka satu yang diwujudkan dengan [+] [+] , maka akan didapat: ℎ = [][−] [−] × [+] [+] ………………………...……………(4) 31 Buku Kimia Kelas XI/II

ℎ = [] [−][+] × [−][+]……………………………………(5) atau mengingat: [OH- ][H+ ] = Kw ……………………………………………….(6) dan untuk tetapan kesetimbangan asam HA yang terionisasi dengan reaksi: HA(aq) H+ (aq) + A- (aq) nilai Ka dirumuskan sebagai: [+][ −] [] = 1 …………………………….……………….…….(8) maka: ℎ = [+][ −] [] ……………………………………..…….……..(7) sehingga persamaan (5) dapat dituliskan sebagai: ℎ = 1 × ……………………………….……..………….(9) Untuk menentukan nilai pH, maka kembali ke persamaan reaksi kesetimbangan (2) untuk menentukan [OH- ] dalam larutan: A- (aq) + H2O(l) c HA(aq) + OH- (aq) Dengan mensubtitusikan persamaan (3) ke dalam persamaan (9), maka diperoleh: [][−] [−] = 1 × Persamaan reaksi kesetimbangan menunjukkan bahwa [HA] akan selalu sama dengan [OH- ] sehingga diperoleh: [−][−] [−] = atau [−] 2 [−] = [−] = √ [−] Sehingga didapatkan: Buku Kimia Kelas XI/II 32

Dengan: Kw = tetapan ionisasi air (10-14) Ka = tetapan ionisasi asam HA [A- ] = konsentrasi basa konjugasi/ion garam Contoh Soal Informasi Bahaya ! Natrium sianida (NaCN) merupakan garam yang berasal dari asam lemah HCN dan basa kuat NaOH sehingga garam NaCN merupakan garam yang bersifat basa. Garam NaCN merupakan garam dengan tingkat toksisitas yang tinggi bila tertelan, terkena kulit bahkan terhirup. Garam NaCN dapat menyebabkan kerusakan pada organ tiroid dan mengeluarkan gas beracun jika terkena asam. Pencegahan! Gunakan garam bersifat basa yang tidak berbahaya dan ramah lingkungan seperti soda kue (NaHCO3).(sumber: www.merckgroup.com) Prinsip Kimia Hijau 1. Pencegahan terbentuknya bahan buangan racun atau limbah 2. Rancangan untuk efisiensi energi. 3. Bahan kimia yang digunakan dalam proses kimia dipilih yang lebih aman Info Kimia Hijau! Hitunglah pH larutan NaCN 0,01 M jika diketahui Ka HCN = 10-10 Jawab: NaCN(aq) Na+ (aq) + CN- (aq) 0,01 M 0,01 M [−] = √ [−] [−] = √ 10−14 10−10 [0,01] [−] = 10−3 = 3 pH = 11 Contoh Soal 2.1 33 Buku Kimia Kelas XI/II

Dengan cara yang sama, akan diperoleh nilai tetapan kesetimbangannya: ℎ = 1 × Dan karena bersifat asam, maka dapat ditentukan nilai konsentrasi ion H+ : [+] = √ [+] Dengan: Kw = tetapan ionisasi air (10-14) Kb = tetapan ionisasi basa BOH [B+ ] = konsentrasi asam konjugasi/ion garam NH4Cl(aq ) + air NH4 + (aq) + Cl- (aq) Kation dari basa lemah NH4 + akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) sesuai dengan persamaan reaksi berikut. NH4 + (aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+ NH (aq) 4 + (aq) + H2O(l) NH3(aq) + H3O+ (aq) Adanya ion H+ dalam hasil reaksi menunjukkan bahwa larutan garam tersebut bersifat asam. Jika diuji keasamannya dengan menggunakan kertas lakmus biru, warna kertas lakmus akan berubah menjadi merah. Adapun ion Cl- yang berasal dari asam kuat, tidak bereaksi dengan air (tidak terhidrolisis) sehingga terjadi hidrolisis parsial. 2. Garam yang anionnya berasal dari asam kuat dan kationnya berasal dari basa lemah Garam ini akan teronisasi sempurna dalam air dan akan menghasilkan ion-ion. Kation berasal dari basa lemah dan anion berasal dari asam kuat. Contohnya NH4Cl dan NH4Br. Perhatikan reaksi berikut. Dengan cara yang sama, untuk larutan garam BX yang anionnya berasal dari asam kuat HX dan kationnya berasal dari basa lemah BOH, mengalami reaksi ionisasi: BX(aq) B+ (aq) + X- (aq) dan ion B+ akan bereaksi dengan air B+ (aq) + H2O(l) BOH(aq) + H+ (aq) Buku Kimia Kelas XI/II 34

Informasi Bahaya ! Amonium klorida (NH4Cl) merupakan garam yang berasal dari asam kuat HCl dan basa lemah NH4OH sehingga garam NH4Cl merupakan garam yang bersifat asam. Garam NH4Cl merupakan garam dengan tingkat toksisitas yang tinggi bila tertelan dan terhirup serta dapat menyebabkan iritasi mata yang serius. Pencegahan! Jika terhirup, segera pergi ke udara segar dan konsultasikan ke dokter. Jika terkena kulit, segera cuci dengan sabun dan banyak air. Jika terkena mata, bilas dengan air selama 15 menit dan konsultasikan ke dokter. Gunakan garam bersifat asam yang tidak berbahaya dan ramah lingkungan seperti pupuk ZA (NH4)2SO4. (sumber: MSDS-Pt-Smart Lab Indonesia)) Info Kimia Hijau! Prinsip Kimia Hijau 1. Pencegahan terbentuknya bahan buangan racun atau limbah 2. Rancangan untuk efisiensi energi. 3. Bahan kimia yang digunakan dalam proses kimia dipilih yang lebih aman Hitunglah pH larutan NH4Cl 0,1 M jika Kb NH3 = 10-5 Jawab: NH4Cl(aq) NH4 + (aq) + Cl- (aq) 0,1 M 0,1 M [+] = √ [4 + ] [+] = √ 10−14 10−5 [0,1] [+] = 10−5 pH = 5 Contoh Soal 2.2 35 Buku Kimia Kelas XI/II

Misalnya garam MZ yang kationnya berasal dari basa lemah MOH dan anionnya berasal dari asam lemah HZ. Reaksi yang terjadi adalah: Kh = [MOH][HZ] [M+][Z −] Jika dikalikan dengan [+][−] [+][−] akan diperoleh: Kh = [MOH][HZ] [M+][Z −] × [] [+][ −] × [HA][OH−] ℎ = × Jika disubstitusikan, diperoleh persamaan untuk menentukan konsentrasi ion H+ dalam larutan [+] = √ × 3. Garam yang anionnya berasal dari asam lemah dan kationnya berasal dari basa lemah Garam ini terionisasi di dalam air dan akan menghasilkan ion-ion. Kation dan anion keduanya berasal dari asam lemah dan basa lemah. Kedua ion tersebut mengalami hidrolisis sempurna (hidrolisis total). Perhatikan reaksi CH3COONH4 dalam air berikut. CH3COONH4 (aq) + air CH3COO- (aq) + NH4 + (aq) CH3COO- (aq) + H2O(l) Perhatikan reaksi hidrolisis yang terjadi pada garam CH3COONH4 NH4 + (aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+ (aq) CH3COOH(aq) + OH- (aq) Buku Kimia Kelas XI/II 36

Dari persamaan tersebut, maka nilai pH larutan garam yang anionnya berasal daari asam lemah dan kationnya berasal dari basa lemah tidak tergantung pada konsentrasi ion-ion garam dalam larutan tetapi tergantung pada nilai Ka dan Kb dari asam dan basa pembentuknya. Jika Ka = Kb, larutan akan bersifat netral (pH = 7) Jika Ka > Kb, larutan akan bersifat asam (pH < 7) Jika Ka < Kb, larutan akan bersifat basa (pH > 7) Hitunglah pH larutan NH4CN 0,1 M jika Ka NH4CN = 10-10 dan Kb NH3 = 10-5 Jawab: [+] = √ × +] = √ 10−10×10−14 10−5 +] = √10−19 pH = -log (10-19) 1/2 pH = ½ (-log 10-19) pH = 9,5 Contoh Soal 2.3 Informasi Bahaya ! Amonium sianida (NH4CN) merupakan garam yang berasal dari asam lemah HCN dan basa lemah NH4OH. Garam NH4CN merupakan garam yang dapat mengiritasi kulit, mata, dan berbahaya jika tertelan. Pencegahan! Gunakan garam bersifat asam yang tidak berbahaya seperti amonium asetat.. (sumber: Spectrum Gardena) Info Kimia Hijau! Prinsip Kimia Hijau 1. Pencegahan terbentuknya bahan buangan racun atau limbah 2. Rancangan untuk efisiensi energi. 3. Bahan kimia yang digunakan dalam proses kimia dipilih yang lebih aman 37 Buku Kimia Kelas XI/II

4. Garam yang anionnya berasal dari asam kuat dan kationnya berasal dari basa kuat Ion-ion yang dihasilkan dari ionisasi garam yang anionnya berasal dari asam kuat dan kationnya berasal dari basa kuat tidak ada yang bereaksi dengan air, sebab jika ion-ion tersebut bereaksi, akan segera terionisasi kembali secara sempurna membentuk ion-ion semula. Contoh NaCl, KCl, BaCl2 NaCl(aq) Na+ (aq) + Cl- (aq) 1. Hitunglah pH larutan: a. CH3COONa 0,1 M (Ka CH3COOH = 10-5 ) b. NH4Cl 0,02 M (Kb NH4OH = 10-5 ) 2. Sebanyak 100 mL larutan CH3COOH 0,15 M dicampur dengan 150 mL larutan NaOH 0,1 M (CH3COOH = 10-5 ). Berapakah pH campuran tersebut? 3. Hitunglah pH dari: a. Larutan NaCN 0,1 M (Ka HCN = 4 10-6 ) b. Larutan CH3COONH4 0,1 M (Ka CH3COOH = 10-5 dan Kb NH3 = 10-5 ) c. Campuran 200 mL NH3 0,5 dengan 500 mL HCl 0,2 M (Kb = 10-5 ) d. Campuran 100 mL CH3COOH 0,1 M dengan 100 mL larutan NaOH 0,1 M (Ka = 1 10-5 ) 4. Larutan NaX 0,1 M terhidrolisis 10%. Hitunglah tetapan kesetimbangan reaksi (Kh) tersebut dan pH larutannya. 5. Berapa gram NH4Cl yang terlarut dalam 200 mL larutan NH4Cl dengan pH = 4? Diketahui Kb NH3 = 10-5 . Latihan 2.1 Buku Kimia Kelas XI/II 38

Larutan merupakan campuran yang terdiri atas zat terlarut dan zat pelarut. Contoh larutan garam dapur, zat terlarutnya adalah garam dapur dan zat pelarutnya adalah air. Kelarutan adalah jumlah maksimum (konsentrasi maksimum) yang dapat dicapai oleh suatu zat dalam larutan pada suhu tertentu. Berdasarkan hal tersebut larutan dibedakan menjadi tiga, yaitu: 1. Larutan tidak jenuh, suatu larutan yang masih dapat melarutkan zat terlarutnya pada suhu tertentu. 2. Larutan jenuh, yakni suatu larutan dengan jumlah zat terlarut yang telah maksimum pada suhu tertentu. 3. Larutan lewat jenuh, yakni suatu larutan dengan zat terlarut yang melebihi jumlah maksimum kelarutannya pada suhu tertentu. Kelarutan suatu zat sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan adalah sebagai berikut. 1. Jenis pelarut Satu atau lebih zat dapat terlarut ke dalam pelarutnya hanya jika keduanya memiliki kepolaran yang sama. Jadi zat yang non-polar hanya dapat larut pada pelarut non-polar, sedangkan zat yang polar hanya dapat larut pada pelarut polar. Contoh minyak dan air yang tidak dapat larut. Hal ini dikarenakan minyak merupakan senyawa yang non-polar sedangkan air merupakan senyawa yang polar. 2. Suhu Anda pasti sudah mengetahui atau bahkan mengalami langsung bahwa gula akan lebih mudah larut pada air dengan suhu yang lebih tinggi. Hal ini dikarenakan pada suhu tinggi jarak antar partikel lebih lebih renggang sehingga ikatan yang terjadi antarzat lebih mudah terlepas dan terhidrasi (terlarut). 3. Pengadukan Pengadukan akan meningkatkan energi kinetik partikel sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan antarpartikel meningkat dan memudahkan terjadinya pelarutan. D. Kelarutan Dan Faktor Yang Memengaruhi Kelarutan 39 Buku Kimia Kelas XI/II

Beberapa garam ada yang sangat mudah larut, tetapi ada juga yang sedikit larut. Pada bab ini kita hanya akan membahas garam-garam yang sedikit larut atau sukar larut. Kesetimbangan akan terjadi pada larutan jenuh yang mengandung garam sukar larut. Mari kita ambil contoh garam sukar larut kalsium oksalat (CaC2O4). Reaksi kesetimbangan yang terjadi pada larutan jenuh kalsium oksalat adalah sebagai berikut. CaC2O4 Ca2+ C2O4 2- (s) (aq) + (aq) Tetapan kesetimbangan untuk garam dengan ion-ionnya disebut tetapan hasil kali kelarutan (solubility product constant, Ksp). Jadi, tetapan kesetimbangan larutan jenuh CaC2O4 dinyatakan sebagai berikut. Ksp = [Ca2+][C2O4 2- ] Secara umum tetapan kesetimbangan yang terjadi dalam larutan jenuh garam sukar larut AmBn dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut ini. AmBn n Bm- m A + n+ Ksp = [An+] m[Bm- ] n Besarnya konsentrasi ion-ion dari garam yang sedikit larut didasarkan pada kelarutan garam tersebut. Jadi, besarnya konsentrasi ion-ion tersebut setara dengan harga kelarutan garam dalam larutan jenuhnya. Agar lebih memahaminya perhatikan contoh kelarutan Ag2CrO4 yang dilambangkan dengan s berikut ini. Ag2CrO4(s) 2Ag + (aq) + CrO4 2- (aq) s 2s s Ksp = [Ag+ ] 2 [CrO4] = (2s)2 (s) = 4s3 E. Hasil Kali Kelarutan (Ksp) F. Hubungan Kelarutan Dan Ksp Buku Kimia Kelas XI/II 40