i
ii KATA PENGANTAR Buku Kita Bisa Kimia XI IPA semester genap merupakan salah satu buku panduan bagi kalian yang duduk di Sekolah Menengah Atas (SMA)-Madrasah Aliyah (MA). Buku ini disusun dengan mengacu pada kompetensi mata pelajaran kimia SMA- MA yang dapat kalian gunakan untuk mencapai kemampuan kalian dalam penguasaan materi, peningkatan ketrampilan, penumbuhan sikap ilmiah, dan peningkatan ketrampilan berpikir. Buku ini menyajikan materi, peta konsep, prasyarat pembelajaran, contoh, religius, jujur, disiplin, kerja sama, kreatif, rasa ingin tahu, menghargai prestasi, gemar membaca, peduli lingkungan dan tanggung jawab, ringkasan, uji kompetensi, glosarium, dan SPU. Kalian dapat menggunakan buku ini tanpa kesulitan dengan memahami petunjuk penggunaan buku yang telah disajikan. Diharapkan buku ini dapat membantu kalian belajar dengan mudah, berpikir cerdas, dan kreatif. Semoga buku ini bermanfaat bagi kalian dan guru pengajar untuk meningkatkan mutu pendidikan di negara kita tercinta. Penyusun menyadari bahwa buku ini masih ada kekurangan dalam penyusunan. Kritik dan saran dari semua pengguna buku ini sangat diharapkan. Penyusun Weni Tri Sasmi
iii DAFTAR ISI Kata Pengantar Daftar Isi Bab I Larutan Asam dan Basa A. Sifat Asam dan Basa B. Teori Asam dan Basa C. Kesetimbangan lon Dalam Larutan Asam dan Basa D. Kekuatan Asam dan Basa E. Derajat Keasaman (pH) dan Pengukuran pH F. Reaksi Asam dengan Basa G. Titrasi Asam Basa H. Ringkasan I. Uji Kompetensí Bab II Hidrolis Garam A. Peta Konsep B. Hidrolisis Garam C. Reaksi Hidrolisis Garam dan Perhitungan (Kn), dan pH D. Peranan Hidrolisis Garam dan Kehidupan Sehari-hari E. Ringkasan F. Uji Kompetensi Bab III Larutan Penyangga A. Sifat-sifat Larutan Penyangga B. Fungsi Larutan Penyangga C. Ringkasan D. Uji Kompetensi Bab IV Kelarutan Dan Hasil Kelarutan A. Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan B. Hubungan Kelarutan dengan Ksp C. Hubungan Ksp dan pH D. Pengaruh Penambahan lon Senama E. Pengendapan F. Ringkasan G. Uji Kompetensí Bab V Sistem Koloid A. Sistem Dispersi B. Sistem Koloid C. Sifat-sifat Koloid D. Penggunaan Koloid Dalam Bidang Industri dan Kehidupan Sehari-hari E. Pembuatan Koloid F. Ringkasan G. Uji Kompetensí Daftar Pustaka Golosarium
Asam + Basa Garam + Air Konsentrasi Bronsted- Lowry Arrhenius Lewis Menjadi Berdasarkan Kekuatan Normalitas Kemolalan Ke Dinyatakan dalam Menurut
1 Larutan Asam dan Basa Asam Lemah Basa Kuat Asam Kuat Basa Lemah Tetapan Ionisasi Asam pH Tetapan Ionisasi Basa Ukurannya Ukurannya Ukurannya Ukurannya emolaran Titrasi Indikator asam-basa Ditentukan dengan Menggunakan Untuk memperkirakan
2 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Maha Besar Tuhan YME telah menciptakan seluruh yang ada di alam ini termasuk zat asam maupun basa, dan tanpa menggunakan suatu alat kita dapat merasakan dengan salah satu panca indera kita yaitu pengecap, dengan rasa syukur kita dapat merasakan rasa asam dan basa dengan sendirinya. Dari pada itu asam juga dapat dengan mudah kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Dalam makanan, minuman, buah-buahan, air hujan bahkan di dalam tubuh kita. Berdasarkan asalnya, asam dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu asam organik dan asam mineral. Asam organik berasal dari sumber alami (tumbuhan dan hewan), umumnya bersifat asam lemah. Contoh asam organik adalah asam sitrat terdapat dalam buah jeruk, asam format terdapat dalam gigitan/sengatan semut dan sengatan lebah dan asam asetat yang terdapat dalam cuka makan. Asam mineral adalah senyawa asam seperti asam klorida (asam lambung) terdapat dalam sistem pencernaan manusia dan hewan. Zat basa juga dapat dengan Gemar membaca Tahukah kamu zat asam yang ada di dalam tubuh kita dan zat asam yang dipakai oleh pabrik industri ? “Asam mineral banyak juga dimanfaatkan oleh manusia untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari dan umumnya bersifat asam kuat. Contoh asam mineral adalah asam klorida yang digunakan secara luas dalam industri, asam sulfat LARUTAN ASAM DAN BASA BAB 1 Rasa Ingin Tahu Tahukah kamu zat asam yang ada di dalam tubuh kita dan zat asam yang dipakai oleh pabrik industri? “Asam mineral banyak juga dimanfaatkan oleh manusia untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari dan bersifat asam kuat. Contoh asam mineral adalah asam klorida yang digunakan secara luas dalam industri, asam sulfat untuk aki mobil dan asam fluorida yang biasannya
3 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Uji Coba 1. Menentukan Sifat Asam dan Basa mudah kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Sifat licin dan rasanya yang pahit merupakan cara mudah untuk mengenali zat basa. A. Sifat Asam dan Basa Asam dan basa merupakan dua senyawa kimia yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa asam dan basa banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dan bahkan diantara senyawa-senyawa tersebut terdapat dalam tubuh kita. Secara umum sifat asam adalah berasa masam misalnya asam sitrat dalam jeruk, sementara basa merupakan senyawa yang bersifat licin, rasanya pahit dan jenis basa tertentu bersifat caustic atau membakar misalnya soda api atau natrium hidroksida. Bagaimana cara menentukan sifat asam dan basa tersebut? Mari kita lakukan uji coba berikut. Dalam praktikum ini, akan diamati larutan yang bersifat asam dan bersifat basa secara sederhana menggunakan indikator kertas lakmus dan indikator yang terbuat dari bahan alam yang ada di lingkungan sekitar kita. a. Alat dan Bahan (Kedisiplinan) Alat: Plat tetes Disiplin Meskipun asam dan basa dapat dibedakan dari rasanya, tetapi tidak disarankan (dilarang) untuk mencicipi asam atau basa yang ada di laboratorium. Asam dan basa dapat dibedakan menggunakan alat tertentu yang disebut indikator atau dapat menggunakan alat khusus. Internalisasi NilaiNilai Karakter Religius, jujur, disiplin, kerja sama, kreatif, rasa ingin tahu, menghargai prestasi, gemar membaca, peduli lingkungan dan tanggung jawab Tujuan Pembelajaran Mendeskripsikan teori-teori asam dan basa Mengidentifikasi sifat larutan asam dan basa Menentukan derajat keasaman pH, derajat ionisasi, dan tetapan kesetimbangan asam dan basa Menentukan stokiometri larutan melalui titrasi Menganalisis grafik hasil titrasi asam dan basa
4 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Rak tabung reaksi Gelas kimia 25 mL Pipet tetes Bahan: Air suling Air kapur Larutan asam cuka (dapur) Larutan amonia 0,1 M Air jeruk Air sabun Larutan gula Larutan natrium karbonat Larutan natrium klorida Larutan amonium klorida Larutan natrium hidroksida Larutan asam sulfat Ekstrak bunga sepatu merah Ekstrak kol ungu Ekstrak kunyit Ekstrak kulit manggis Kertas lakmus merah dan biru b. Cara Kerja (Kerja Sama harus dimiliki setiap siswa) 1. Letakkan potongan kecil kertas lakmus merah pada salah satu lekukkan pelat tetes dan kertas lakmus biru pada lekukkan yang lain. Kemudian, teteskan air kapur pada kedua kertas lakmus tersebut dengan menggunakan pipet tetes dan amati yang terjadi. 2. Ulangi langkah di atas, menggunakan larutan lain yang sudah disediakan. Amati yang terjadi 3. Tumbuklah bunga sepatu (warna merah) sampai halus, kemudian tambahkan beberapa tetes air. Ambilah airnya. 4. Letakkan air bunga sepatu ke dalam dua lekukkan pelat tetes. Teteskan air kapur pada lekukkan pertama dan larutan cuka pada lekukkan kedua. Amati yang terjadi. 5. Lakukan langkah ke-3 dan ke-4 dengan menggunakan bahan lain yang disediakan (kunyit, kulit manggis, kol ungu) Peduli Lingkungan Dengan menggunakan bahan-bahan alami yang ada disekitar kita, karakter yang kita timbulkan yaitu cinta lingkungan/ peduli lingkungan asalkan tidak merusaknya, karena dari alamlah kita dapat hidup dengan bersyukur kepada Tuhan YME atas segala anugerah yg diberikannya yang dapat digunakan sebagai pengganti
5 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Kerja Sama dan menghargai pendapat orang lain merupakan http:guru-ipa-pati.blogspot.com c. Tabel Pengamatan (Kejujuran yang harus dimiliki siswa) Bahan Kertas Lakmus Sifat Larutan Merah Biru Asam Netral Basa Air suling Air kapur Larutan asam cuka (dapur) Larutan amonia 0,1 M Air jeruk Air sabun Larutan gula Larutan natrium karbonat Larutan natrium klorida Larutan amonium klorida Larutan natrium hidroksida Larutan asam sulfat **Asam mengubah kertas lakmus biru menjadi merah **Basa mengubah kertas lakmus merah menjadi biru Kejujuran Karakter yang ditimbulkan siswa dalam mengisi tabel disamping adalah kejujuran, karena jujur merupakan awal dari kegiatan dalam kehidupan sehari-hari.
6 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa d. Pertanyaan diskusi (Kerja Sama) 1. Air suling bersifat netral, cuka bersifat asam, dan air kapur bersifat basa, berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, bagaimana mengenali sifat larutan? 2. 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? Pernahkah kalian mendengar kalimat “Dua kepala lebih baik dari satu?”. Pernyataan tersebut dapat dibenarkan dalam situasi belajar. Bekerja dalam kelompok memungkinkan kalian untuk mendapatkan bantuan dari siswa lain ketika kalian kesulitan memahami konsep, menyelesaikan tugas lebih cepat, dan membantu siswa lain dan diri kalian sendiri dalam menginternalisasikan subjek materi. Dengan menggunakan kelompok belajar efektif kalian dapat bekerja sama dan dapat mencapai tujuan yang sama pula. e. Tugas Individu (gemar membaca dapat menyelesaikan tugas kalian) 1. Buatlah laporan hasil eksperimen 2. Rancanglah percobaan untuk mengenali sifat asam dan basa dari zat-zat yang ada disekitar anda (air limbah, sumber mata air, air sumur, dan lainnya). Presentasikan didepan kelas Dalam hidup kita harus mensyukuri anugerah yang diberikan oleh Tuhan Yang Maha Esa. Kelimpahan materi yang ada di dunia alam semesta diberikan secara gratis sehingga kita harus menjaganya agar tetap seimbang dan tidak dihabiskan dalam waktu singkat. Setelah melakukan uji coba mengetahui sifat asam dan basa ini siswa diharapkan memiliki karakter peduli lingkungan. Kreatif, rasa ingin tahu, disiplin dan tidak suka menyerah/ suka bekerja keras. Kreativitas Berdasarkan uji coba yang di lakukan, kerjakan pada buku latihan anda, apa saja yang menjadi sifat asam dan basa tersebut! Setelah selesai di kerjakan perlihatkan pada guru, agar guru dapat menilai apa yang anda kerjakan.
7 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa B. Teori Asam dan Basa Istilah asam (acid) berasal dari bahasa latin acelum yang berarti cuka. Sebaliknya, senyawa yang memiliki sifat sangat berbeda dibanding asam yaitu senyawa alkali (basa) yang diturunkan dari abu berbagai tanaman. Suatu senyawa dapat diketahui bersifat asam atau basa jika berada dalam bentuk larutannya. Istilah asam digunakan untuk senyawa yang dalam bentuk larutannya menghasilkan ion hidrogen (H+ ). Sementara itu, basa digunakan untuk senyawa yang dalam bentuk larutannya terurai menjadi ion hidroksida (OH- ). 1. Teori Asam-Basa Arrhenius Pada tahun 1884, Svante Arrhenius (1859-1897) seorang ilmuwan Swedia yang memenangkan hadiah nobel atas karyanya di bidang ionisasi, memperkenalkan pemikiran tentang senyawa yang terpisah atau terurai menjadi bagian ion-ion dalam larutan. Di tahun 1886, Arrhenius mengusulkan teori disosiasi elektrolit, dengan teori ini ia mendefinisikan asam basa sebagai berikut: Asam adalah zat yang menghasilkan ion hidrogen dalam larutan. Basa adalah zat yang menghasilkan ion hidroksida dalam larutan. Penetralan terjadi karena ion hidrogen dan ion hidroksida bereaksi untuk menghasilkan air. Svante Arrhenius (1887) Asam adalah suatu zat yang jika dilarutkan ke dalam air akan menghasilkan ion hidronium (H+ ) umumnya merupakan senyawa kovalen dan akan menjadi bersifat asam jika sudah larut dalam air. Basa adalah suatu senyawa yang di dalam air (larutan) dapat menghasilkan ion OH- ,umumnya basa terbentuk dari senyawa ion yang mengandung gugus hidroksida (OH- ) di dalamnya Disiplin Amonia (NH3) meskipun merupakan suatu senyawa kovalen, tetapi di dalam air termasuk senyawa basa, sebab setelah dilarutkan ke dalam air dapat
8 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Asam Arrhenius dirumuskan sebagai HxZ, yang dalam air mengalami ionisasi sebagai berikut: HxZ ⎯⎯→ xH+ + ZxJumlah ion H+ yang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam disebut valensi asam, sedangkan ion negatif yang terbentuk dari asam setelah melepaskan ion H+ disebut ion sisa asam. Tabel 5.1 Contoh senyawa Asam – Basa menurut Svante Arrhenius Senyawa Contoh Reaksi Ionisasi Asam HCL (Asam Klorida) HCL(aq) → H+ (aq) + Cl- (aq) HBr (Asam Bromina) HBr(aq) → H+ (aq) + Br- (aq) HI (Asam Iodida) HI(aq) → H+ (aq) + I - (aq) HF (Asam Fluorida) HF(aq) → H+ (aq) + F - (aq) H2SO4 (Asam Asetat) H2SO4(aq) → H + (aq) + SO4 2- (aq) Basa NaOH(Natrium Hidroksida) NaOH(aq) → Na+ (aq) + OH- (aq) KOH (Kalium Hidroksida) KOH (aq) → K+ (aq) + OH- (aq) Mg(OH)2 (Magnesium Hidroksida) Mg(OH)2(aq) → Mg2+(aq) + OH- (aq) Al(OH)2 (Aluminium Hidroksida) Al(OH)2(aq) → Al2+(aq) + OH- (aq) Sedangkan basa menurut Arrhenius adalah hidroksida logam, M(OH)x, yang dalam air terurai sebagai berikut, dan ion hidroksida merupakan pembawa sifat basa: M(OH)x → Mx + + xOHJumlah ion OHyang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam disebut valensi basa, sedangkan ion negatif yang terbentuk dari asam setelah melepaskan ion OHdisebut ion sisa basa. Dari pengertian tersebut dapat kita cermati bahwa air merupakan gabungan dari ion hydrogen pembawa sifat asam dan ion hidroksida pembawa sifat basa, kehadiran kedua ion ini saling menetralisir sehingga air merupaka senyawa yang bersifat netral. H2O H + + OHPersamaan diatas menunjukkan adanya ion hydrogen [H+ ] yang bermuatan positif dan ion hidroksida [OH- ] yang bermuatan negatif. Selanjutnya reaksi-reaksi yang melibatkan kedua ion tersebut dikenal dengan reaksi netralisasi. Disiplin Tidak semua senyawa yang mengandung gugus –OH merupakan suatu basa. Contohnya CH3COOH dan C6H5OH justru merupakan asam. Sementara itu CH3OH tidak menunjukkan sifat asam atau basa di dalam air. Menurut Arrhenius, terdapat basa kuat dan basa lemah. Basa kuat merupakan basa yang mudah terionisasi kedalam larutannya dan banyak menghasilkan ion OH- . Contohnya KOH, NaOH, Ba(OH)2, dan Ca(OH)2.
9 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa 2. Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry Di tahun 1923, kimiawan Denmark Johannes Nicolaus Bronsted (1879-1947) dan kimiawan Inggris Thomas Martin Lowry (1874-1936) secara independen mengusulkan teori asam basa baru, yang ternyata lebih umum. Menurut Lowry dan Bronsted, zat dikayakan sebagai asam karena memiliki kemampuan untuk mendonorkan protonnya, sedangkan basa adalah zat yang menerima proton, sehingga dalam sebuah reaksi dapat melibatkan asam dan basa. Pengertian asam dan basa yang dikemukakan oleh Bronsted – Lowry memperbaiki kelemahan teori asam – basa Arrhenius. Pengertian asam – basa Arrhenius hanya berlaku untuk senyawa yang larut dalam pelarut air karena reaksi ionisasi yang menghasilkan ion dan ion hanya terjadi dalam pelarut air. Dalam suatu persamaan reaksi asam – basa berdasarkan teori Bronsted – Lowry, suatu asam dan basa masing – masing mempunyai pasangan. Pasangan asam disebut basa konjugasi sedangkan pasangan basa disebut asam konjugasi. contoh HNO3 + H2O H3O + + NO2 Asam 1 basa 2 asam basa konjugasi 2 konjugasi 1 Asam adalah spesi (ion atau molekul) yang berperan sebagai proton donor (pemberi proton atau H+ ) kepada satu spesi yang lain. Basa adalah spesi (ion atau molekul) yang bertindak menjadi proton akseptor (penerima proton atau H+ )
10 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa 1. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam asam basa konjugasi: a. Molekul atau ion yang membentuk pasangan asam basa harus berbeda hanya satu ion Dalam suatu psangan, asam selalu memilki kelebihan satu ion dari basa. b. Asam konjugasi dapat dicari dengan cara menambahkan satu ion pada zat tersebut, sedangkan basa konjugasi dapat dicari dengan menghilangkan satu ion pada zat tersebut. c. Molekul atau ion yang mengandung atom H serta atom yang memiliki pasangan elektron bebas dapat bersifat asam (memberikan ion) dan bersifat basa (menerima ion 0) zat semacam ini disebut amfibrotik atau amfoter 2. Keunggulan asam – basa menurut Bronsted – Lowry: a. Konsep asam – basa menurut Bronsted –Lowry tidak terbatas dalam pelarut air, tetapi juga menjelaskan reaksi asam – basa dalm pelarut lain atau bahkan reaksi tanpa pelarut. b. Asam dan basa dari Bronsted – Lowry tidak hanya berupa molekul, tetapi dapat juga berupa kantion atu anion. Konsep asam dan basa dari Bronsted – Lowry dapat menjelaskan sifat asam suatu senyawa. Berdasarkan uraian diatas, kita mengetahui bahwa teori asam basa Bronsted – Lowry dapat melengkapi teori asam basa Arrhenius. Namun demkian perkembangan teori asam basa masih berlangjut. Pada tahun 1923, G.N. Lewis mengajukan teori asam basa yang lebih luas lagi. 3. Hubungan antara teori Bronsted-Lowry dan teori Arrhenius Teori Bronsted-Lowry tidak berlawanan dengan teori Arrhenius–Teori Bronsted-Lowry merupakan perluasan teori Peduli Lingkungan Pemanasan global saat ini menjadi permasalahan dunia yang perlu ditindaklanjuti secara cepat. Sebagian besar pemanasan global disebabkan oleh ulah manusia yang tidak bertanggung jawab. Gasgas sisa yang mencemari udara dapat menimbulkan hujan asam. Gas-gas tersebut berasal dari asap kendaraan bermotor, pabrik, ataupun penyulingan minyak. Gasgas ini mengandung asam oksida. Apabila asam-asam oksida tersebut larut dalam titik-titik di awan, akan membentuk larutan asam sulfat, asam nitrat, maupun asam karbonat. Larutan asam akan turun bersama hujan dan disebut hujan asam. Hujan asam dapat merusak lingkungan. Dimulai dari diri sendiri untuk menjaga lingkungan sekitar kita. Dari hal yang paling kecil yaitu kurangilah berkendara dengan sepeda motor kalau lah itu tidak penting. Dengan begitu kita dapat mencegah kerusakan alam lingkungan kita.
11 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Arrhenius. Ion hidroksida tetap berlaku sebagai basa karena ion hidroksida menerima ion hidrogen dari asam dan membentuk air. Asam menghasilkan ion hidrogen dalam larutan karena asam bereaksi dengan molekul air melalui pemberian sebuah proton pada molekul air. Ketika gas hidrogen klorida dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asam hidroklorida, molekul hidrogen klorida memberikan sebuah proton (sebuah ion hidrogen) ke molekul air. Ikatan koordinasi (kovalen dativ) terbentuk antara satu pasangan mandiri pada oksigen dan hidrogen dari HCl. Menghasilkan ion hidroksonium, H3O + . Ketika asam yang terdapat dalam larutan bereaksi dengan basa, yang berfungsi sebagai asam sebenarnya adalah ion hidroksonium. Sebagai contoh, proton ditransferkan dari ion hidroksonium ke ion hidroksida untuk mendapatkan air. Adalah sesuatu hal yang penting untuk mengatakan bahwa meskipun anda berbicara tentang ion hidrogen dalam suatu larutan, H + (aq), sebenarnya anda sedang membicarakan ion hidroksonium. 3. Teori Asam-Basa Lewis Pada tahun 1923, Gilbert N. Lewis seorang kimiawan dari Amerika Serikat mendefinisikan asam basa berdasarkan teori ikatan kimia. Kreativitas Dari gambar di samping, kerjakan pada buku latihan Anda. Jelaskan bagaimana proses reaksi kimia hujan asam dan berikan contoh dampak yang terjadi bagi kehidupan!
12 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Tanggung Jawab (kerjakan pada buku latihan Anda) Asam Lewis merupakan senyawa yang mampu menerima sepasang elektron bebas atau akseptor elektron, sedangkan Basa Lewis merupakan senyawa yang mampu memberikan sepasang elektron bebas atau donor elektron. Namun jika kita dihadapkan pada suatu basa atau asam yang memiliki ciri-ciri yang sama maka kita dapat menentukan yang mana yang lebih memiliki tingkat keasaman atau kebasaan yang lebih tinggi dibandingkan yang lain, yaitu dengan mereaksikannya dengan asam atau basa tertentu. Contoh asam lewis yaitu H+ . B2H6, BF3, AlF3, Fe2+, Cu2+, dan Zn2+. Suatu spesi tidak selalu menyediakan orbital kosong untuk menjadi asam lewis. Sementara untuk contoh basa lewis yaitu ion halida (Cl- , F- , Br- , dan I- ), NH3, OH- , H2O, senyawa yang mengandung unsur N, O atau S, senyawa golongan eter, keton, dan CO2. 1. Tentukan sifat asam dan basa serta konjugat spesi-spesi berikut ini a. HNO3(aq) + H2O(l) NO3 - (aq) + H3O + (aq) b. CO3 2- (aq) + HCl(aq) HCO3 - (aq) + Cl- (aq) 2. Tentukan asam konjugat dan basa konjugat HSO4 - ! 3. Tentukan sifat spesi berikut ini beserta spesinya. a. NH4 + b. H2PO4 - c. PO4 3- 4. Apa yang dimaksud asam dan basa menurut Lewis? 5. Tentukan spesi mana yang bertindak sebagai asam dan basa pada reaaksi berikut. Gilbert N. Lewis
13 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa a. SO2 + OH- → HSO3 - b. SiF4 + F- → SiF5 - Gemar Membaca Tahukah kalian gambar apa di bawah ini? Lambung memproduksi sekitar 1 L cairan lambung. Cairan lambung tersebut mengandung asam klorida (HCl) yang biasa disebut dengan asam lambung. Asam lambung bermanfaat untuk membantuk proses pencernaan makanan dan mengaktifkan beberapa enzim pencernaan. Asam lambung yang berlebihan dapat menyebabkan peradangan lambung (maag). Asam lambung yang produksinya berlebihan dapat merusak dinding lambung karena sifat korosif (mengikis) dari asam tersebut. Beberapa faktor yang memicu produksi asam lambung secara berlebihan adalah makanan dan minuman yang bersifat asam, makanan yang pedas serta bumbu yang merangsang, semisal jahe dan merica. Penyakit maag dapat diatasi dengan mengurangi kelebihan produksi asam lambung dengan menggunakan obat maag. Mengapa harus menggunakan obat maag? Dalam obat maag terkandung zat yang bersifat basa yang dapat mengurangi kelebihan asam lambung. Basa yang terkandung dalam obat maag biasanya Mg(OH)2, Al(OH)3 atau campuran keduanya. Dari fakta tersebut hendaknya kita harus senantiasa Kreativitas 1. Mengapa air limbah berwarna hitam dan berbau? 2. Buatlah perbandingan nilai DO, BOD, dan COD agar memenuhi persyaratan air bersih! 3. Perlukah pengukuran pH air limbah yang akan diolah? Sebutkan pada tahapan mana dilakukan pengukuran pH! 4. Sebutkan bahan kimia yang digunakan untuk pengaturan pH air limbah yang bersifat asam! Gambar 5.1 air limbah Gambar 5.2 Organ Lambung http://www.kidnesia.com/Kidnesi a2014/Boleh-Tahu/SainsTeknologi/Sains/BagaimanaCara-Kerja-Lambung
14 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa C. Kesetimbangan Ion Dalam Larutan Asam dan Basa Air murni hampir tidak menghantarkan arus listrik. Hanya alat pengukuran yang sangat peka yang dapat menunjukkan bahwa air murni memiliki daya hantar listrik yang sangat kecil. Artinya, hanya sebagian kecil molekul-molekul air dapat terionisasi menjadi ion H+ dan ion OH- . Persamaan ionisasi air dapat ditulis sebagai: H2O(l) ↔ H + (aq) + OH- (aq) Harga tetapan air adalah: Konsentrasi H2O yang terionisasi menjadi H+ dan OHsangat kecil dibandingkan dengan konsentrasi H2O mula-mula, sehingga konsentrasi H2O dapat dianggap tetap, maka harga K[H2O] juga tetap, yang disebut tetapan kesetimbangan air atau ditulis Kw. Jadi, Pada suhu 25°C, Kw yang didapat dari percobaan adalah 1,0 × 10-14. Harga Kw ini tergantung pada suhu, tetapi untuk percobaan yang suhunya tidak terlalu menyimpang jauh dari 25°C, harga Kw itu dapat dianggap tetap. Harga Kw pada berbagai suhu dapat dilihat pada tabel 5.3 berikut. Kw = [H+ ][OH- ] = 10-14 K = [ +] [−] K[H2O] = [H+ ] [OH- ] Kw = [H+ ] [OH- ] Rasa Ingin tahu Tubuh kita mengandung 80% basa dan 20% asam. Tubuh kita bekerja keras untuk mempertahankan level dari pH tersebut. Darah di dalam vena tubuh kita memiliki pH yang bervariasi, tergantung dari apa yang kita konsumsi, apakah kebanyakan makanan yan g mengandung mineral basa atau kebanyakan makanan yang mengandung asam. Tapi, sudah diketahui bahwa 95% makanan kita adalah bersifat asam. Untuk menjaga kondisi tubuh tersebut, sebaiknya komposisi menu terdiri dari 70% makanan pembentuk basa (alkaline forming food) dan 30% makanan pembentuk asam (acid forming food). Oleh sebab itu tubuh memerlukan lebih banyak makanan pembentuk basa daripada makanan pembentuk asam. Contoh makanan pembentuk basa adalah sayur-sayuran dan buahbuahan. Sedangkan contoh makanan pembentuk asam adalah nasi dan aneka lauk daging. Keasaman dan kebasaan tubuh terhadap makanan dipengaruhi antara lain oleh kandungan protein dan jenis mineral yang paling dominan pada makanan.
15 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Tabel 5.2 Harga Kw dari berbagai suhu Oleh karena [H+ ][OH- ] = 10-14, maka [H+ ] = 10-7 dan [OH- ] = 10-7 . Artinya, dalam 1 liter air murni terkandung ion H+ dan ion OHmasing-masing sebanyak 10-7 mol. Jika ke dalam air ditambahkan suatu asam, maka [H+ ] akan bertambah tetapi hasil perkalian [H+ ][OH- ] tetap sama dengan Kw. Hal ini dapat terjadi karena kesetimbangan bergeser ke kiri yang menyebabkan pengurangan [OH- ]. Kesetimbangan juga akan bergeser jika ke dalam air ditambahkan suatu basa. Kreativitas 1. Senyawa asam yang terkandung dalam susu adalah... 2. Obat maag yang biasa kita minum ketika sakit maag termasuk salah satu contoh senyawa basa. Kandungan basa apakah yang ada di dalamnya adalah... 3. Asam tartrat adalah senyawa asam yang terkandung dalam buah. Buah apakah yang banyak mengandung asam tartrat... 4. Semut merupakan serangga dari famili Formicidae yang hidup dalam koloni kompleks. Dalam tubuh semut terdapat suatu senyawa asam. Senyawa asam ini merupakan cairan yang tidak berwarna dan bersifat korosif yang terbentuk secara alami dalam semut dan beberapa jenis tumbuhan. Senyawa ini banyak digunakan dalam industri kertas dan tekstil serta dalam pembuatan insektisida dan cairan pendingin (refrigerant). Senyawa asam apakah yang dimaksud... 5. Uji asam basa dapat dilakukan dengan uji lakmus. Ketika kertas lakmus berwarna merah dicelupkan dalam suatu larutan X, warna kertas lakmus berubah menjadi berwarna biru. Dan setelah itu, dalam larutan X dicelupkan juga lakmus berwarna biru, dan warna kertas lakmus tersebut tetap. Dari ilustrasi tersebut maka dapat diambil kesimpulan bahwa larutan tersebut bersifat...
16 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Ragam Makanan Dengan memperhatikan hal-hal tersebut di atas, maka pola makan kita sebaiknya sebagai berikut: 1. Menu sarapan hanyalah buah, baik dipotong ataupun dijus, dengan takaran yang cukup mengenyangkan, di makan secara perlahan-lahan dan sedikit-sedikit 2. Buah tidak dimakan bersamaan atau sesudah makanan sumber protein dan zat pati. Makanlah buah dulu sekitar 10 sampai 30 menit, barulah makan makanan yang lainnya. 3. Untuk makan siang dan makan malam, makanlah makanan sumber protein atau zat pati, tapi tidak dimakan secara bersamaan. Misalkan untuk makan siang makan makanan yang didominasi sumber protein, maka malamnya makan makanan yang didominasi oleh sumbet zat pati, sehingga dalam sehari semua zat gizi tercukupi. 4. Protein sebaiknya satu macam saja misalkan ikan atau daging saja. Zat pati boleh lebih dari satu macam, seperti nasi dengan perkedel kentang, atau mie goreng dengan jagung. 5. Sayuran harus disertakan pada saat makan sumber protein dan zat pati untuk menjaga keseimbangan asam- basa. Porsi sayuran sebaiknya antara dua sampai tiga kali lipat dari porsi sumber protein atau zat pati, dengan memasukkan sayuran mentah, baik itu sebagai lalapan, salad, atau dijus. 6. Hindari makanan-makanan yang banyak diolah, seperti makanan siap saji, makanan kalengan, makanan awetan, sebaiknya makan makanan yang masih segar.
17 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa D. Kekuatan Asam dan Basa Asam dan basa merupakan zat elektrolit, Sebagaimana larutan elektrolit yang dibedakan atas elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Begitu juga asam dan basa dapat dibedakan menjadi asam kuat dan asam lemah serta basa kuat dan basa lemah. Kemampuan suatu asam menghasilkan ion H+ menentukan kekuatan asam zat tersebut. Jika semakin banyak ion H+ yang dihasilkan, maka sifat asam akan semakin kuat. Demikian pula dengan kekuatan basa, ditentukan oleh kemampuan menghasilkan ion OH- . Jika ion OHyang dihasilkan semakin banyak, maka sifat basa semakin kuat. 1. Kekuatan Asam Kekuatan asam dipengaruhi oleh banyaknya ion–ion H+ yang dihasilkan oleh senyawa asam dalam larutannya. Berdasarkan banyak sedikitnya ion H+ yang dihasilkan, larutan asam dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut. Rasa Ingin Tahu Mengapa kondisi darah dalam tubuh bisa berubah menjadi ber pH asam? Terlalu banyak meminum susu dan memakan mentega dan keju. Daging, makanan seperti susu, mentega, keju, telur, daging sapi, daging babi asin, dll adalah makanan yang ber pH asam. Terlalu banyak makanan ber pH asam akan menyebabkan pH darah asam dan kental, sehingga peredaran darah tidak lancar ke ujung pembuluh darah , mengakibatkan kaki/lutut dingin, bahu berat dan susah tidur. Untuk orang-orang muda boleh mengkomsumsi daging dengan porsi yang wajar tetapi untuk orang-orang tua, agar mengkomsumsi sayur-sayuran dan ikan dengan porsi kecil. Dengan begitu tubuh menjadi sehat dan bermanfaat. Gambar 5.3 Keping Darah http://www.yayasansetara.or.i d/artikel/read/artikel-seputardarah/9/darah-mengenallebih-dekat-istilah-darah.html Gemar Membaca Uji asam basa dapat dilakukan dengan uji lakmus (kertas lakmus). Dapatkah kalian memberikan penjelasan mengapa lakmus biru dicelupkan ke dalam larutan asam lakmus berubah menjadi warna merah dan sebaliknya? Terbuat
18 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Asam Kuat Asam kuat yaitu senyawa asam yang dalam larutannya terion seluruhnya menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi asam kuat merupakan reaksi berkesudahan. Secara umum, ionisasi asam kuat dirumuskan sebagai berikut. HA(aq) → H+ (aq) + A- (aq) Keterangan : a = Valensi asam Ma = Konsentrasi asam Contoh Soal 5.1 Tentukan konsentrasi ion H+ dalam larutan H2SO4 0,02 M Penyelesaian H2SO4 → 2H + + SO4 2- [H+ ] = a · Ma = 2 · 0,02 = 0,04 M Asam Lemah Asam lemah yaitu senyawa asam yang dalam larutannya hanya sedikitterionisasi menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi asam lemah merupakan reaksikesetimbangan. Secara umum, ionisasi asam lemah valensi satu dapat dirumuskansebagai berikut. HA(aq) H + (aq) + A- (aq) Makin kuat asam maka reaksi kesetimbangan asam makin condong kekanan, akibatnya Ka bertambah besar. Oleh karena itu, harga Ka merupakan ukuran kekuatan asam, makin besar Ka makin [H+ ] = a. [Ma] Rasa Ingin Tahu Saat menggigit, semut merah mengeluarkan cairan yang mengandung asam format suatu asam lemah
19 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa kuat asam. Berdasarkan persamaan di atas, karena pada asam lemah [H+ ] = [A- ], maka persamaan di atas dapat diubah menjadi: Keterangan: Ka = Tetapan ionisasi asam Contoh Soal 5.2 Tentukan konsentrasi ion H+ dalam larutan H2SO3 0,001 M jika Ka = 1 × 10-5 Penyelesaian H2SO3 2H + + SO3 2- [ ] √ [ ] [ ] √ [ ] [ ] √ [H+] = 10-4 M Konsentrasi ion H+ asam lemah juga dapat dihitung jika derajat ionisasinya (α) diketahui. atau [H+ ] = √ [] [H+ ] = [Ma] . α α = [−] Kreativitas Rasa asam pada buah belimbing disebabkan adanya kandungan asam oksalat Termasuk jenis asam apakah asam oksalat tersebut!
20 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Contoh Soal 5.3 Tentukan konsentrasi ion H+ dalam larutan CH3COOH 0,05 M jika derajat ionisasinya 1% Penyelesaian CH3COOH CH3COO- + H+ [H+ ] = [Ma] · α = 0,05 · 0,01 = 0,0005 M Adapun hubungan α dengan Ka dapat dituliskan sebagai berikut. 2. Kekuatan Basa Kekuatan basa dipengaruhi oleh banyaknya ion–ion OHyang dihasilkan oleh senyawa basa dalam larutannya. Berdasarkan banyak sedikitnya ion OH yang dihasilkan, larutan basa juga dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut. Basa Kuat Basa kuat yaitu senyawa basa yang dalam larutannya terion seluruhnya menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi basa kuat merupakan reaksi berkesudahan. Secara umum, ionisasi basa kuat dirumuskan sebagai berikut. M(OH)x(aq) → Mx+ (aq) + x OH- (aq) Keterangan : b = Valensi basa Mb = Konsentrasi basa [OH- ] = b . [Mb] α = Kreativitas Lantai kamar mandi biasanya dibersihkan menggunakan cairan pembersih seperti gambar di atas yang mengandung NH4OH. Termasuk jenis basa apakah NH4OH tersebut!
21 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Contoh Soal 5.4 Tentukan konsentrasi ion OH - dalam larutan Ca(OH)2 0,02 M Penyelesaian Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH- [OH - ] = b · [Mb] = 2 · 0,02 = 0,04 M Basa Lemah Basa lemah yaitu senyawa basa yang dalam larutannya hanya sedikit terionisasi menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi basa lemah juga merupakan reaksi kesetimbangan. Secara umum, ionisasi basa lemah valensi satu dapat dirumuskan sebagai berikut. M(OH)(aq) M + (aq) + OH- (aq) Makin kuat basa maka reaksi kesetimbangan basa makin condong kekanan, akibatnya Kb bertambah besar. Oleh karena itu, harga Kb merupakan ukuran kekuatan basa, makin besar Kb makin kuat basa. Berdasarkan persamaan di atas, karena pada basa lemah [M+ ]=[OH- ], maka persamaan di atas dapat diubah menjadi: Keterangan Kb = Tetapan ionisasi basa [OH- ] = √
22 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Contoh Soal 5.5 Tentukan konsentrasi ion OH - dalam larutan Al(OH)3 0,1 M jika Kb = 2,5 × 10-6 Penyelesaian Al(OH)3 Al3 + + 3OH- [ ] √ [ ] [ ] √ [ ] [ OH- ] = 5 x 10-4 M Konsentrasi ion OHbasa lemah juga dapat dihitung jika derajat ionisasinya (α) diketahui. atau Contoh Soal 5.6 Tentukan konsentrasi ion OH - dalam larutan NH4OH 0,01 M jika terion sebanyak 5% Penyelesaian NH4OH NH4 - + OH - [OH - ] = [Mb] · α = 0,01 · 0,05 = 0,0005 M Adapun hubungan α dengan Kb dapat dituliskan sebagai berikut. [OH- ] = [Mb] . α α = [−]
23 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Tanggung Jawab (kerjakan pada buku latihan Anda) 1. Tentukan nilai (H+ ) dalam beberapa larutan berikut! a. 0,02 M HCl b. 0,15 M NaOH c. 0,25 M HclO (Ka = 3,2 × 10-8 ) d. 0,2 M NH4OH (Kb = 1,8 × 10-5 ) e. 17,1 gram Ba(OH)2 dalam 4 liter air (Ar Ba = 137, O = 16, H = 1 ) 2. Terdapat 100 mL larutan NH4OH 0,1 M. Diketahui Kb NH4OH = 10-5 , tentukan konsentrasi ion OHdan α.! 3. Suatu basa lemah LOH 0,1 M dalam air terionisasi 2%. Tentukan konsentrasi ion OHdan Kb! 4. Terdapat 100 mL larutan CH3COOH 0,1 M yang memiliki Ka = 1,8 ×10-5 . Tentukan nilah H+ dan α ! 5. Pada suhu tertentu, larutan HA 0,2 M dalam air terionisasi 25%. Tentukan nilai konsentrasi ion H+ dan Ka ! E. Derajat Keasaman (pH) dan Pengukuran pH α =
24 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa 1. Derajat Keasaman (pH) Derajat Keasaman (pH) – Pada topik sebelumnya, kalian telah mempelajari tentang indikator asam-basa. Pada topik ini kalian akan mempelajari Derajat Keasaman (pH). Sebelumnya, kalian telah mengenal bahwa materi dapat dikelompokkan menjadi tiga berdasarkan sifatnya yakni asam, basa, dan garam melalui uji dengan indikator asam-basa. Tingkat keasaman maupun kebasaan suatu zat juga bisa ditentukan. Apakah definisi derajat keasaman (pH)? Bagaimana cara menghitung derajat keasaman tersebut? Semua pertanyaan akan menemukan jawabannya disini. Mari kita pelajari bersama! Jeruk dan cuka merupakan contoh asam. Manakah yang lebih asam? Zat yang termasuk asam atau basa akan memiliki tingkat keasaman atau kebasaan yang berbeda. Tingkat keasaman atau kebasaan suatu zat disebut derajat keasaman yang dilambangkan dengan pH. pH terdiri huruf p, singkatan dari “potenz” yang berarti eksponen dan H berarti “hidrogen”. Nilai derajat keasaman berkisar 0 sampai 14. Nilai pH dari suatu zat menentukan sifat zat tersebut. Makin kecil nilai pH, derajat keasamannya akan semakin kuat. Hal ini dikarenakan semakin banyak jumlah ion hidrogen (H+ ) yang dilepaskan dalam air. Jumlah ion H+ di dalam air digunakan untuk menentukan derajat keasaman atau kebasaan suatu zat. Sebaliknya semakin besar nilai pH, derajat kebasaan akan semakin kuat. Hal itu dikarenakan jumlah ion hidrogen (H+ ) yang dilepaskan dalam air semakin sedikit daripada jumlah ion hidroksida (OH– ). pH yang kurang dari 7 (pH < 7) bersifat asam, sedangkan pH yang besar dari 7 (pH > 7) bersifat basa. Jika zat memiliki pH = 7, maka zat tersebut bersifat netral. pH dapat diukur dengan Kreativitas Garam yang dihasilkan adalah natrium klorida dengan sifat netral. Kenapa reaksi tersebut menghasilkan garam yang netral?
25 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa menggunakan pH meter dan indikator universal. Diagram berikut ini menunjukkan skala asam, basa, dan netral. Berdasarkan jumlah ion H+ yang terurai di dalam air, asam terbagi menjadi dua yakni asam kuat dan asam lemah. Asam kuat mengurai ion H+ secara sempurna. Contoh asam kuat yaitu asam sulfat (H₂SO₄), asam nitrat (HNO₃), dan asam klorida (HCl). Sementara asam lemah hanya melepas sebagian ion C, contohnya asam asetat (CH₃COOH), asam formiat (HCOOH), dan asam askorbat (C₆H₈O₆). Sama halnya dengan asam, basa juga terbagi menjadi dua yakni basa kuat dan basa lemah. Basa kuat menguraikan ion OH– secara sempurna. Contoh basa kuat adalah natrium hidroksida (NaOH), kalium hidroksida (KOH), dan magnesium hidroksida (MgOH). Lalu, basa lemah hanya melepas sebagian ion OH-, contohnya amonium hidroksida (NH₄OH). Garam terbentuk dari reaksi asam dengan basa. Ion H+ yang dilepaskan asam dan ion OH– yang berasal dari basa akan bergabung menjadi air berdasarkan reaksi berikut ini. H + (aq) + OH– (aq) → H₂O (l) Air bersifat netral. Oleh karena itulah, reaksi asam-basa disebut juga reaksi penetralan. Akan tetapi tidak semua garam bersifat netral. Ion negatif dari asam dan ion positif dari basa bergabung membentuk garam. Kekuatan asam dan kekuatan basa dapat mempengaruhi sifat garam. Berikut ini merupakan reaksi umum pembentukan garam. Asam + Basa → Garam + Air Rasa Ingin Tahu Manusia diciptakan berbeda-beda oleh Tuhan YME. Salah satu ciri manusia yaitu berbeda sidik jari. Pada saat terjadi kecelakaan atau bencana, terkadang cara untuk mengenali korban adalah menggunakan sidik jarinya. Tahukah kalian bahwa garam memeliki peranan untuk mendapatkan sidik jari? Garam yang berperan dalam reaksi pembentukan sidik jari itu adalah natrium klorida (NaCl) yang berasal dari keringat. NaCl akan bereaksi dengan reagen pengendapan misalnya perak nitrat, kemudian akan terbentuk endapan AgCl yang berbentuk sidik jari. Endapan AgCl tersebut akan lebih jelas apabila dilihat di bawah sinar UV.
26 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Misalkan reaksi antara asam klorida dan natrium hidroksida. HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) +H₂O (l) Nilai Menurut Sorensen, pH merupakan fungsi negatif logaritma dari konsentrasi ion H+ dalan suatu larutan, dapat dirumuskan: pH = - log [H+ ] dengan analogi yang sama, untuk menentukan harga konsentrasi OHdalam larutan dapat digunakan rumusan harga pOH. pOH = - log [OH- ] Dan kesetimbangan air terdapat tetapan kesetimbangan: Kw = [H+ ][OH- ] pKw = pH + pOH Oleh karena pada suhu 250C harga Kw = 10-14, maka dapat disimpulkan bahwa: pH + pOH = 14 Selain itu, pH yang merupakan konsentrasi ion hidrogen dalam larutan ditunjukkan dengan skala secara matematis dengan nomor 0 sampai 14. Skala pH merupakan suatu cara yang tepat untuk menggambarkan konsentrasi ion-ion hidrogen dalam larutan yang bersifat asam, dan konsentrasi ion-ion hidroksida dalam larutan basa. Skala pH dari 0 sampai 14 ditunjukkan dalam Gambar di samping ini. Skala ini terbagi menjadi tiga daerah untuk beberapa larutan dengan pH yang berbeda. Bila larutan mempunyai pH tepat sama dengan 7, larutan tersebut dikatakan netral. Bila tidak, mungkin bersifat asam atau basa. Berikut ini, kemungkinan yang terjadi akibat reaksi asam dan basa. 1. Reaksi antara asam kuat dan basa kuat membentuk garam yang bersifat netral. 2. Reaksi antara asam kuat dan basa lemah membentuk garam yang bersifat asam.
27 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa 3. Reaksi antara asam lemah dan basa kuat membentuk garam yang bersifat basa. 4. Reaksi antara asam lemah dan basa lemah membentuk garam yang sifatnya harus ditentukan melalui uji lainnya. 2. Pengukuran pH Untuk menentukan pH suatu larutan dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain sebagai berikut. Menggunakan Beberapa Indikator Indikator adalah asam organik lemah atau basa organik lemah yang dapat berubah warna pada rentang harga pH tertentu (James E. Brady, 1990). Harga pH suatu larutan dapat diperkirakan dengan menggunakan trayek pH indikator. Indikator memiliki trayek perubahan warna yang berbeda-beda. Dengan demikian dari uji larutan dengan beberapa indikator akan diperoleh daerah irisan pH larutan. Contoh, suatu larutan dengan brom timol biru (6,0–7,6) berwarna biru dan dengan fenolftalein (8,3–10,0) tidak berwarna, maka pH larutan itu adalah 7,6–8,3. Hal ini disebabkan jika brom timol biru berwarna biru, berarti pH larutan lebih besar dari 7,6 dan jika dengan fenolftalein tidak berwarna, berarti pH larutan kurang dari 8,3. Kristal violet Timol biru 2,4–dinitrofenol Brom fenol biru Brom kresol hijau Metil merah Alizarin Brom timol biru Fenol merah Fenolftalein Alizarin kuning R Gambar 5.4 Trayek perubahan pH beberapa indikator asam-basa.Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000.
28 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Menggunakan Indikator Universal pH suatu larutan juga dapat ditentukan dengan menggunakan indikator universal, yaitu campuran berbagai indikator yang dapat menunjukkan pH suatu larutan dari perubahan warnanya. Tabel Warna Indikator Universal Berbagai pH Menggunakan pH–meter pH–meter adalah alat pengukur pH dengan ketelitian yang sangat tinggi. Gambar 5.5 Alat pH meter Motivasi Siswa yang berhasil dalam belajar biasanya memiliki periode waktu atau jadwal belajar yang lebih singkat dan efektif. Mereka tidak pernah mencoba belajar dengan “sistem kebut semalam”. Jika anda ingin menjadi siswa yang sukses, maka kalian perlu belajar dengan konsisten. Kalian juga harus memiliki waktu yang terartur, meskipun sesi belajar yang lebih pendek. Karakter yang timbul dalam menggunakan waktu sebaik-baiknya adalah disiplin, dengan disiplin kita dapat merubah hidup kita menjadi mandiri dan bermanfaat untuk orang yang berada disekitar kita
29 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Menghitung pH Larutan Contoh Soal 5.7 Hitunglah pH larutan H2SO4 0,04 M Penyelesaian H2SO4 → 2 H+ + SO4 2- [H+ ] = a · Ma = 2 · 0,04 = 0,08 M pH = - log [H+ ] = - log 0,08 = 2 – log 8 Jadi, pH larutan H2SO4 adalah 2 – log 8 Contoh Soal 5.8 Hitunglah pH larutan dari CH3COOH 0,1 M (Ka = 10-5 ) Penyelesaian CH3COOH CH3COO- + H+ [ ] √ [ ] [ ] √ [ ] [ ] √ [H+ ] = 103 M pH = 3 Jadi, pH larutan CH3COOH adalah 3. Contoh Soal 5.9 Hitunglah pH larutan dari Ca(OH)2 0,3 M Penyelesaian Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-
30 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Tanggung Jawab (kerjakan pada buku latihan Anda) [OH- ] = b · Mb = 2 · 0,3 = 0,6 M pOH = 1 – log 6 pH = 14 – pOH = 14 – (1–log 6) = 13 + log 6 Jadi, pH larutan Ca(OH)2 0,3 M adalah 13 + log 6 1. Apakah yang di maksud dengan PH! 2. Larutan KOH memiliki konsentrasi sebesar 4 × 10-3 . Tentukan nilai pH-nya! 3. Larutan NH3 sebanyak 0,001 M memiliki harga tetapan ionisasi sebesar 10-5 . Tentukan pH larutan tersebut! 4. Sebanyak 3,42 gram Ba(OH)2 (Mr = 171) dilarutkan dalam 250 mL larutan. Tentukan harga pH larutan tersebut! 5. Larutan asam lemah HA sebanyak 500 mL (Ka = 3,2 × 10-5 ) mempunyai pH 3 – log 4. Tentukan massa asam HA (Mr = 60) yang terlarut! 6. Hitung lah pH larutan dari senyawa berikut: a. HCl 0,25 M b. HNO3 0,50 M c. NaOH 0,2 M d. Ca(OH)2 0,4 M 7. Larutan asam nikotinat 0,4 M mempunyai pH 3 – log 8. Berapakah nilai tetapan ionisasi asam tersebut! Rasa Ingin Tahu Tahukah kamu, lahan gambut seperti yang banyak terdapat di bekas rawa Sumatera dan Kalimantan. Biasanya bersifat asam. Agar dapat ditanami dengan baik, maka pH tanah dinaikkan dengan menggunakan kapur
31 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa 8. Larutan basa lemah 0,17 gram (Mr = 17) dalam 20 mL air memiliki pH = 12. Hitunglah presentase basa lemah yang terurai! 9. Diketahui larutan KOH 0,01 M dan larutan HCOOH (Ka = 10- 5 ) sebesar 0,001 M. Hitunglah Perbandingan PH antara larutan KOH dengan larutan HCOOH! 10. Hitunglah Kb dari larutan basa lemah BOH 0,012 M dengan pH 11,4! F. Reaksi Asam Dengan Basa Untuk menentukan jumlah zat yang terlibat dalam suatu reaksi, harus didasarkan pada persamaan reaksi yang terjadi. Ada berbagai reaksi dalam larutan asam-basa, antara lain sebagai berikut. Reaksi Penetralan Reaksi penetralan yaitu reaksi yang dihasilkan apabila terjadi reaksi antara asam dengan basa. Jika larutan asam dan basa dicampur, maka ion H+ dari asam dan ion OHdari basa akan bergabung membentuk molekul air, sedangkan anion dari asam dan kation dari basa akan berikatan membentuk senyawa garam. Karena hasil reaksi antara asam dengan basa membentuk air yang bersifat netral, maka reaksi tersebut disebut reaksi penetralan. Tetapi karena reaksi tersebut juga menghasilkan garam, maka reaksi tersebut juga sering dikenal dengan sebutan reaksi penggaraman. Contoh: HCl + NaOH → NaCl + H2O Walaupun reaksi asam-basa disebut reaksi penetralan, tetapi hasil reaksi itu (garam) tidak selalu bersifat netral, melainkan tergantung pada kekuatan asam–basa yang membentuknya. Jika Asam + Basa ⟶ Garam + Air
32 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa larutan asam dan basa dicampur, maka sifat garam yang terbentuk ada tiga kemungkinan, yaitu: a. Jika asam kuat + basa kuat → garam (netral) b. Jika asam kuat + basa lemah → garam (asam) c. Jika asam lemah + basa kuat → garam (basa) Reaksi Pembentukan Gas Gas Hidrogen Gas hidrogen terjadi jika asam direaksikan dengan sebagian logam. 2HCl + Mg → MgCl2 + H2 Gas Karbon Dioksida Gas karbon dioksida antara lain dihasilkan dari reaksi antara garam-garam karbonat dengan asam CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 Reaksi Pengendapan Untuk mengetahui apakah suatu reaksi menghasilkan endapan atau tidak, harus diketahui kelarutan zat yang akan terjadi. Berikut ini merupakan zat-zat yang sukar larut dan mudah larut. 1. Hampir semua asam larut, kecuali H2S dan H2SiO3. 2. Sebagian besar basa sukar larut, kecuali basa golongan IA, yaitu NaOH, KOH, LiOH, RbOH, dan CsOH. 3. Garam nitrat, asetat, klorat, dan perklorat mudah larut. 4. Garam klorida, bromida, dan iodida mudah larut, kecuali AgCl, AgBr, PbBr2, Hg2Br2, AgI, PbI2, Hg2I2, dan HgI2. 5. Garam fluorida mudah larut, kecuali MgF2, CaF2, SrF2, dan BaF2. 6. Garam sulfat mudah larut, kecuali SrSO4, BaSO4, PbSO4, dan HgSO4. 7. Garam sulfida sukar larut, kecuali sulfida golongan IA, sulfida golongan IIA, dan (NH4)2S.
33 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Contoh: Reaksi pengendapan: 2NaI + Pb(NO3)2 → PbI2(s) + 2NaNO3 Reaksi Oksida Reaksi antara oksida basa dengan asam. Contoh: CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O Reaksi antara oksida asam dengan basa. Contoh: SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O G. Titrasi Asam–Basa Reaksi penetralan dapat digunakan untuk menetapkan kadar atau konsentrasi suatu larutan asam atau basa. Penetapan kadar suatu larutan ini disebut titrasi asam-basa. Titrasi adalah penambahan larutan baku (larutan yang telah diketahui dengan tepat konsentrasinya) ke dalam larutan lain dengan bantuan indikator sampai tercapai titik ekuivalen. Titrasi dihentikan tepat pada saat indikator menunjukkan perubahan warna. Saat perubahan warna indikator disebut titik akhir titrasi (James E. Brady, 1990). 1. Perubahan pH pada reaksi asam–basa Suatu asam yang mempunyai pH kurang dari 7 jika ditambah basa yang pH–nya lebih dari 7, maka pH asam akan naik, sebaliknya suatu basa jika ditambah asam, maka pH basa akan turun. Apabila penambahan zat dilakukan tetes demi tetes kemudian dihitung pH– nya akan diperoleh kurva titrasi, yaitu grafik yang menyatakan pH dan jumlah larutan standar yang ditambah.
34 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Uji Coba 2. Penentuan Konsentrasi HCl dengan titrasi Dalam praktikum ini, siswa mampu menentukan konsentrasi larutan asam atau basa untuk menghitung banyaknya pereaksi dan hasil reaksi dalam larutan elektrolit menggunakan titrasi asam– basa. a. Alat dan Bahan (Kedisiplinan) Alat Buret 50 mL 1 buah Erlenmeyer 250 mL 3 buah Gelas beker 250 mL 1 buah Gelas ukur 50 mL 1 buah Pipet tetes 1 buah Corong kaca 1 buah Klem satif 1 buah Pipet gondok 10 mL 1 buah Labu ukur 100 mL 1 buah Botol semprot 1 buah Bahan Larutan NaOH 0,1 M 100 mL Larutan HCl 30 mL Indikator PP 3 tetes Akuades 1 liter b. Cara Kerja (Kerja Sama yang harus dimiliki siswa) 1. Buatlah larutan NaOH 0,1 M sebanyak 100 mL. 2. Isi buret dengan larutan NaOH 0,1 M hingga garis 0 mL. 3. Masukkan 10 mL larutan HCl yang tersedia ke dalam erlenmeyer, kemudian tetesi dengan indikator PP sebanyak 3 tetes. 4. Tetesi larutan HCl dengan larutan NaOH. Penetesan harus dilakukan secara hati-hati 5. labu erlenmeyer terus–menerus digoncangkan. Penetesan dihentikan saat terjadi perubahan warna yang tetap, yaitu menjadi merah muda. Tugas apapun yang kita kerjakan haruslah di barengi dengan do’a kepada Tuhan YME serta berhati-hati Dengan berdiskusi kita dapat menumbuhkembangkan rasa peduli kita terhadap orang lain, saling menghargai pendapat orang lain untuk mencapai satu tujuan yang sama.
35 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa 6. Hitung volume NaOH 0,1 M yang digunakan. 7. Ulangi prosedur di atas hingga diperoleh tiga data yang hampir sama. c. Tabel Pengamatan (Kejujuran) No Volume NaOH 0,1 M yang telah digunakan 1 2 3 d. Pertayaan Diskusi (Kerja sama) 1. Tentukan volume rerata larutan NaOH 0,1 M yang digunakan. 2. Tentukan jumlah mol NaOH yang digunakan. 3. Tentukan jumlah mol HCl berdasarkan perbandingan koefisien reaksi 4. NaOH(aq) + HCl(aq) →NaCl(aq) + H2O(l) 5. Tentukan molaritas larutan HCl tersebut. e. Tugas Individu (Gemar membaca dapat menyelesaikan tugas kalian) 1. Apa kegunaan dari PP (fenolftalein)? 2. Apakah Anda dapat menentukan titik ekuivalen tanpa bantuan fenolftalein? Jelaskan alasan Anda! 3. Dapatkah fenolftalein diganti dengan indikator yang lain? Jika dapat, berikan contohnya dan nyatakan perubahan warna yang diharapkan! Sangat mudah bagi kalian untuk menunda sesi belajar yang sudah ditentukan. Apalagi, jika kalian kurang berminat pada pelajaran tersebut. Siswa yang ingin berhasil tidak boleh menunda waktu belajar. Jika kalian menunda jadwal belajar, seterusnya kalian akan menjadi kurang efektif dalam menerima materi pelajaran. Perkembangan ilmu pengetahuan menyebabkan para ilmuwan dapat merumuskan teori asam dan basa dalam suatu larutan. Perumusan tersebut terjadi secara bertahap dimulai dari ilmuwan satu hingga kemudian disempurnakan oleh imuwan lain. Karakter inilah yang hendaknya anda contoh. Teori atau ilmu pengetahuan yang berlaku saat ini tidak bersifat mutlak. Oleh karena ini dibutuhkan rasa ingin tahu dan kegigihan yang tinggi agar kalian dapat menyempurnakan teori-teori tersebut di masa depan.
36 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Titrasi asam basa juga merupakan suatu cara yang cukup teliti untuk mengukur konsentrasi asam atau basa. Titrasi asam basa dapat pula dinamakan reaksi netralisasi asam basa. Hal ini karena reaksi antara asam dan basa dalam jumlah mol yang sama akan menghasilkan garam dan air. Jumlah mol asam (H+ ) sama dengan jumlah mol basa (OH- ) terjadi ketika titrasi mencapai “titik ekuivalen”. Titik ini nampak saat asam dan basa tepat habis bereaksi. 2. Stoikiometri Larutan Asam Basa Zat penitrasi disebut juga sebagai titran atau titer. Titran merupakan larutan baku yang berada dalam buret. Sementara itu, zat yang dititrasi disebut titrat. Titrat biasanya diletakkan dalam gelas kimia atau erlenmeyer yang berada tepat dibawah buret berisi titran. Pada saat titik ekuivalen (titran dan titrat tepat habis bereaksi), roses titrasi dihentikan. Volume titran, konsentrasi, dan volume titrat dicatat untuk menghitung konsentrasi (kadar) titran. Indikator asam basa ditambahkan pada titrat sebelum proses titrasi dilakukan. Penmabahan indikator ini bertujuan untuk mengetahu titik akhir titrasi. Ketika indikator menujukkan perubahan warna maka saat itulah titik akhir titrasi diperoleh apabila titik akhir titrasi dipilih sedekat mungkin dengan titik ekuivalen. Oleh sebab itu, indikator yang digunakan harus tepat dan sesuai dengan titrasi yang akan dilakukan. Indikator asam basa merupakan suatu zat pemberi warna berbeda dalam asam dan dalam basa. Indikator asam basa biasanya bersifaat lemah. HIn(aq) H + (aq) + In- (aq) ....(1) [ +][ −] [ ] ....(2) Rasa Ingin Tahu Titrasi asam basa sangat penting dalam ilmu kimia maupun ilmu yang lain seperti biologi, pertanian, atau kedokteran. Umumnya, titrasi asam basa digunakan untuk mengetahui kadar produk dalam perdagangan. Dengan demikian, tingkat analisis produk komersial dapat diawasi dengan baik. Salah satu contohnya yaitu titrasi asam basa untuk mengetahui kadar cuka. Berdasarkan titrasi akan diketahui konsentrasi atau volume titran. Sehingga kadar cuka dapat ditentukan.
37 For Grade XI Natural Science Programme Larutan Asam dan Basa Warna HIn berbeda dengan warna In- . Hin dengan Inmerupakan pasangan asam basa konjugasi. Penambahan asam atau basa menyebabkan pergeseran kesetimbangan indikator sehingga terjadi perubahan warna. Indikator yang dipakai dalam titrasi asam basa merupakan indikator yang perubahan warnanya dipengaruhi oleh pH. Misal indikator fenolftalein dalam air mengalami reaksi sebgai berikut. HIn(aq) + H2O(l) In- (aq) + H3O + (aq) ....(3) Tidak merah bewarna Indikator fenolftalein dalam asam menggeser kesetimbangan ke kiri dan tidak bewarna. Sebaliknya, indikator fenolftalein dalam basa menggeser kesetimbangan ke kanan karena ion H3O + atau H+ akan bereaksi dengan OHdari basa membentuk H2O dan berwarna merah. Semakin besar pH larutan, semakin bergeser ke kanan, warna fenolftalein sedikit merah pada pH 8,3 sampai dengan pH 10. Apabila pH lebih besar dari 10, warna fenolftalein tetap. Berdasarkan persamaan (1), (2), jika [HIn] = [In- ] maka Ka = [H= ] atau pH = pKa. trayek perubahan warna indikator: pH = pKa -1 sampai pH = pKa + 1 Apabila Ka fenolftalein = 7. 10-10 maka trayek perubahan warna fenolftalein: pH = (10 – log 7) – 1 Sampai = 9 – 0,84 = 8,2 pH = (10 – log 7) + 1 = 11 – 0,84 = 10,2 Jadi, trayek pH fenolftalein antara 8,2 – 10,2 dengan perubahan warna dari tidak bewarna menjadi merah.
For Grade XI Natural Science Programme 40 Larutan Asam dan Basa Dengan demikian jumlah indikator yang ditambahkan ke dalam larutan yang akan dititrasi harus paling sedikit. Hal ini bertujuan untuk menghindari pengaruh indikator terhadap pH larutan. Umumnya, penambahan indikator untuk keperluan titrasi hanya dua sampai tiga tetes. Indikator yang sering digunakan yaitu indikator fenolftalein karena menunjukkan perubahan warna paling jelas dan mudah diamati.indikator fenolftalein dalam titrat basa kuat berwarna merah. Setelah dititrasi dengan asam kuat, warna merah perlahan-lahan akan hilang. Titi ekuivalen dicapai saat warna merah benar-benar tidak tampak lagi. Ketika titik ekuivalen dicapai, mol ekuivalen asam sama dengan mol ekuivalen basa. Hal tesebut dirumuskan sebagai berikut. N x Vasam = N x Vbasa N x M x Vasam = n x M x Vbasa Keterangan: N = normalitas V = volume M = molaritas n = jumlah ion H+ (Pada asam) atau ion OH- (pada basa) 3. Grafik Titrasi Asam Basa a. Asam Kuat – Basa Kuat Titrasi antara larutan HCl 0,1 M sebanyak 50 mL dengan larutan NaOH 0,1 M diperoleh grafik titrasi sebagai berikut. Titik ekuivalen tercapai saat volume NaOH 50 mL. Titik ekuivalen ini terjadi pada pH 7. Pada saat titik ekuivalen, asam dan basa tepat habis bereaksi. Pad daerah sekitar titik ekuivalen terjadi perubahan pH yang cukup dratis. Titik ekuivalen pada titrasi asam kuat dengan basa kuat dapat ditunjukkan dengan indikator metil merah, bromtimol biru, dan fenoftalein. b. Asam Lemah – Basa Kuat Grafik 5.1 Titrasi asam kuat dengan basa kuat
For Grade XI Natural Science Programme 41 Larutan Asam dan Basa Titrasi anata lautan CH3COOH 0,1 M sebanyak 50 mL dengan larutan NaOH 0,1 M diperoleh grafik titrasi sebagai berikut. Perubahan pH di sekitar titik ekuivalen lebih sempit (pH 7 – pH 10). Dengan demikian indikator yang teppat digunakan yaitu fenolftalein. Indikator metil merah akan menunjukkan perubahan warna jauh sebelum titik ekuivalen tercapai. (Ingat, titik ekuivalen diharapkan sedekat mungkin dengan titik akhir titrasi). c. Basa Lemah – Asam Kuat Titrasi antara larutan NH3 0,1 M sebanyak 50 mL dengan larutan HCl 0,1 M diperoleh grafik titrasi sebagai berikut. Pada titrasi ini, perubahan pH di sekitar titik ekuivalen berkisar antara 7 - 4. Titik ekuivalen terjadi pada pH di bawah 7 sehingga indikator yang digunakan metil merah. Indikator fenolftalein akan menunjukkan prubahan warna jauh sebelum titik ekuivalen tercapai. Oleh karena itu, indikator fenolftalein tidak digunakan dalam titrasi basa lemah dengan asam kuat. Grafik 5.2 Titrasi asam lemah dengan basa kuat Grafik 5.3 Titrasi basa lemah dengan asam kuat
For Grade XI Natural Science Programme 42 Larutan Asam dan Basa 4. Perhitungan Titrasi Asam Basa Contoh Soal 5.10 Tentukan Jumlah mol, jumla grrek, kemolaran, dan kenormalan dari larutan berikut. a. 8 g NaOH (Mr = 40) yang dilarutkan dalam air hingga volume 400 mL b. 37 g Ca(OH)2 (Mr = 74) yang dilarutkan dalam air hingga volume 5 L Penyelesaian a. Jumlah mol NaOH = = − = 0,2 mol Jumlah grek NAOH = jumlah mol NaOH × b = 0,2 mol × 1 = 0,2 grek b = valensi basa Molaritas = = = 0,5 M Normalitas = M × b = 0,5 M × 1 = 0,5 N b. Jumlah mol Ca(OH)2 = = − = 0,5 mol Jumlah grek Ca(OH)2 = jumlah mol Ca(OH)2 × b = 0,5 mol × 2 = 1 grek M = = = 0,1 M N = M × b = 0,1 M × 2 = 0,2 N Contoh Soal 5.11 Tentukan massa zat terlarut dalam rautan berikut. a. 50 mL HNO3 0,1 N (Mr HNO3 = 63) b. 3 L Ba(OH)2 0,2 N (Mr Ba(OH)2 =171 ) Penyelesaian a. M = = = 0,1 M a = valensi asam Jumlah mol HNO3 = volume HNO3 × kemolalan HNO3 = 0,05 L × 0,1 M = 5 × 10-3 mol
For Grade XI Natural Science Programme 43 Larutan Asam dan Basa Massa HNO3 = jumlah mol HNO3 × Mr HNO3 = (5 × 10-3 mol) (63 g mol-1 ) = 0,315 g b. M = = = 0,1 M Jumlah miol Ba(OH)2 = 3 × 0,1 M = 0,3 mol Massa Ba(OH)2 = 0,3 mol × 171 g mol-1 = 51,3 g Contoh Soal 5.12 Sebanyak 20 mL larutan HCl dititrasi oleh larutan NaOH 0,1 M dengan menggunakan indikator fenolftalein. Jika perubahan warna indikator menjadi merah muda memerlukan 25 mL larutan penitrasi, tentukanlah kemolaran larutan HCl. Penyelesaian Untuk larutan NaOH, Nb = Mb = 0,1 N Va × Na = Vb × Nb 20 mL × Na = 25 mL × 0,1 N Na = = 0,125 N Jadi, kemolaran HCl = Na = 0,125 M Perhitungan titrasi dapat juga diselesaikan dengan cara stoikiometri. Caranya adalah sebagai berikut. HCl(aq) + NaOH(aq) ⟶ NaCl(aq) + H2O(l) Jumlah mmol NaOH = volume NaOH × kemolaran NaOH = 25 mL × 0,1 M = 2,5 mmol Jumlah mmol HCl = jumlah mmol NaOH = 2,5 mmol = = = 0,125 M Contoh Soal 5.13
For Grade XI Natural Science Programme 44 Larutan Asam dan Basa Sebanyak 0,5 g cuplikan NaOH dilarutkan dalam air hingga memiliki volume 100 mL. Kemudian 25 mL larutan tersebut dititrasi dengan larutan H2SO4 0,1 N dan ternyata diperlukan 20 mL H2SO4 untuk mencapai titik ekuivalen. Tentukan kadar NaOH (Mr = 40) dalam cuplikan tersebut, Penyelesaian Jumlah mgrek H2SO4 = volume H2SO4 × kenormalan H2SO4 = 20 mL × 0,1 N = 2 mgrek Jumlah mgrek NaOH = jumlah mgrek H2SO4 = 2 mgrek Jumlah mmol NaOH = jumlah mgrek NaOH = 2 mmol Massa NaOH dalam 25 mL larutan g = jumlah mmol NaOH × Mr NaOH = 2 mmol × 40 mg mmol-1 = 80 mg = 0,08 g Massa NaOH dalam 100 mL larutan = × 0,08 g = 0,32 g Kadar NaOH dalam cuplikan = × 100 % = 64 % Perhitungan titrasi tersebut, dapat juga diselesaikan dengan cara stoikiometri sebagai berikut. Molaritas H2SO4 = = = 0,05 M Jumlah mol H2SO4 = V × M = 20 mL × 0,05 M = 1 mmol H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) ⟶ Na2SO4(aq) + 2H2O(l) Jumlah mmol NaOH = × jumlah mol H2SO4 = × 1 mmol = 2 mmol Massa NaOH dalam 25 mL larutan NaOH g = jumlah mmol NaOH × Mr NaOH = 2 mmol × 40 mg mmol-1 = 80 mg Massa NaOH dalam 100 mL larutan NaOH = × 80 mg = 320 mg = 0,32 g % NaOH = × 100 % = 64 %
For Grade XI Natural Science Programme 45 Larutan Asam dan Basa Tanggung Jawab (kerjakan pada buku latihan Anda) Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan adalah 64 % Contoh Soal 5.14 Terdapat 80 mL campuran larutan HCl 0,3 M dan 50 mL Ba(OH)2 0,1 M. Untuk menetralkan campuran tersebut, tentukan volume larutan NaOH 0,1 M yang perlu ditambahkan. Penyelesaian Untuk larutan HCl = Va = 80 mL Na = Ma = 0,3 N Untuk larutan Ba(OH)2 = Vb1 = 50 mL Nb1 = Mb1 × b = 0,1 M × 2 = 0,2 N Untuk larutan NaOH = Nb2 = Mb2 = 0,1 N Jumlah mgrek asam = jumlah mgrek basa Jumlah mgrek HCl = jumlah mgrek Ba(OH)2 + jumlah mgrek NaOH Va × Na = (Vb1 × Nb1) + (Vb2 × Nb2) 80 × 0,3 = (50 × 0,2) + (Vb2 × 0,1 ) 24 = 10 + (Vb2 × 0,1) Vb2 = = 140 Jadi, volume larutan NaOH = 140 mL 1. Tentukanlah jumlah mol, jumlah grek, molaritas, dan normalitas dari larutan berikut (Ar K = 39, Ba = 137, S = 32, O = 16, H = 1)). a. 28 g KOH yang dilarutkan dalam air hingga 2 L b. 342 mg Ba(OH)2 yang dilarutkan dalam air hingga 50 mL c. 98 g H2SO4 yang dilarutkan dalam air hingga 200 mL
For Grade XI Natural Science Programme 46 Larutan Asam dan Basa 2. Jika 25 mL larutan HNO3 dititrasi dengan 40 mL larutan KOH 0,1 M mencapai titik ekuivalen, tentukanlah molaritas larutan HNO3. 3. Gas N2O5 dialirkan ke dalam air hingga diperoleh larutan HNO3 250 mL. 25 mL larutan tersebut dititrasi dengan 20 mL NaOH 0,1 M. Tentukanlah volume gas N2O5 yang dialirkan pada STP. 4. Terdapat 100 mL larutan Ba(OH)2 dengan pH = 13. Tentukanlah volume HCl 0,2 M yang diperlukan untuk menetralkan larutan tersebut. Sukses tidaknya belajar sangat dipengaruhi sekali oleh niat yang kuat. Cobalah yakinkan belajar Anda dengan niat yang besar dan diawali dengan doa agar anda dapat berkonsentrasi dalam belajar INGAT!!! Jika Anda sedang benar, jangan terlalu berani dan Menghargai Prestasi Setelah mempelajari Bab Asam dan Basa. Anda tentu dapat merasakan manfaatnya bukan. Apa sajakah manfaat yang Anda temukan dalam mempelajari bab Asam dan Basa? Dalam mempelajari materi tentang Asam dan Basa, bagian mana dari materi tersebut yang paling Anda sukai? Jelaskan mengapa Anda menyukai materi tersebut? Bagian mana yang belum Anda pahami? Hal-hal apa yang membuat Anda belum paham? Tuliskan dan konsultasikan hasilnya dengan guru Anda.
For Grade XI Natural Science Programme 47 Larutan Asam dan Basa Ringkasan 1. Definisi asam dan basa ada beberapa macam, yaitu a. menurut Arrhenius - Asam merupakan zat yang dalam air dapat melepaskan ion H+ . - Basa merupakan zat yang dalam air dapat melepaskan ion OH- . b. menurut Bronsted-Lowry - Asam adalah zat yang dapat memberikan proton. - Basa adalah zat yang dapat menerima proton. c. menurut Lewis - Asam adalah zat yang dapat menerima pasangan elektron. - Basa adalah zat yang dapat memberikan pasangan elektron. 2. Kekuatan asam basa dapat dilihat dari jumlah ion H+ dan OHyang dihasilkan. Jumlah ion H+ dan ion OHdapat dilihat dari derajat ionisasi asam atau basa tersebut. Jika semakin tinggi derajat ionisasi, maka asam atau basa tersebut akan semakin kuat. Untuk molaritas asam dan basa yang relatif rendah, dipakai satuan pengganti molaritas yang disebut pH. 3. Larutan asam mempunyai rasa asam dan bersifat korosif terhadap logam, sedangkan larutan basa mempunyai rasa sedikit pahit dan bersifat kaustik. 4. Tetapan ionisasi asam (Ka) merupakan ukuran kekuatan asam. Semakin besar Ka, maka semakin kuat larutan asam tersebut. 5. Konsentrasi ion H+ dalam larutan asam kuat dapat dicari dengan rumus: [H+ ] = M × valensi asam. 6. Konsentrasi ion OHdalam larutan basa kuat dapat dicari dengan rumus: [OH- ] = M × valensi basa. 7. pH = – log [H+ ], pOH = – log [OH- ] 8. Trayek pH indikator adalah batas-batas pH di mana indikator mengalami perubahan warna. 9. Reaksi netralisasi adalah reaksi antara asam dengan basa menghasilkan garam dan air. I. UJI KOMPETENSI
For Grade XI Natural Science Programme 48 Larutan Asam dan Basa A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat. 1. Untuk mengubah 40 mL larutan HCl 6,0 M menjadi larutan HCl 5,0 diperlukan tambahan air sebanyak .... A. 4 mL B. 6 mL C. 7 mL D. 8 mL E. 9 mL Alasan:_____________________________________________________________ 2. Asam berikut yang di dalam larutannya akan menghasilkan sebuah ion H+ untuk setiap molekulnya adalah .... A. H2SO4 B. CH3COOH C. H3PO4 D. H2CO3 E. H2 C 2O4 Alasan:_____________________________________________________________ 3. Beberapa larutan diuji dengan kertas lakmus didapat hasil sebagai berikut. Larutan Lakmus merah Lakmus biru 1 2 3 4 5 Merah Biru Merah Biru Merah Merah Biru Merah Biru Biru Berdasarkan data di atas, larutan yang bersifat asam adalah .... A. Larutan 1 dan 2 B. Larutan 1 dan 3 C. Larutan 2 dan 3 D. Larutan 2 dan 4 E. Larutan 4 dan 5 Alasan:______________________________________________________________ 4. Untuk mengukur derajat kemasaman larutan asam atau basa, paling tepat digunakan indikator .... A. Fenoftalein B. Metil jingga C. Metil merah D. bromtimol biru E. universal Alasan:_____________________________________________________________ 5. Pada konsentrasi yang sama, di antara asam berikut yang mempunyai pH paling besar adalah larutan .... A. HCl B. CH3COOH C. H2SO4 D. HNO3 E.HClO3 Alasan:_____________________________________________________________