pH LARUTAN

A. Pendahuluan Besarnya konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat keasaman. Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai pengertian pH. pH = - log [H+]

Untuk air murni (25oC): [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l pH = - log 10-7 = 7 ] Atas dasar pengertian ini, ditentukan:

- Jika nilai pH = pOH = 7, maka larutan bersifat netral - Jika nilai pH < 7, maka larutan bersifat asam - Jika nilai pH > 7, maka larutan bersifat basa - Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14

B. Menyatakan pH Larutan Asam

Untuk menyatakan nilai pH suatu larutan asam, maka yang paling awal harus ditentukan (dibedakan) antara asam kuat dengan asam lemah.

1. pH Asam Kuat Bagi asam-asam kuat ( = 1), maka menyatakan nilai pH larutannya dapat dihitung langsung dari konsentrasi asamnya (dengan melihat valensinya). Contoh:1. Hitunglah pH dari 100 ml larutan 0.01 M HCl ! Jawab:HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq) [H+] = [HCl] = 0.01 = 10-2 M pH = - log 10-2 = 2

2. Hitunglah pH dari 2 liter larutan 0.1 mol asam sulfat ! Jawab:H2SO4(aq) 2 H+(aq) + SO42-(aq)[H+] = 2[H2SO4] = 2 x 0.1 mol/2.0 liter = 2 x 0.05 = 10-1 M pH = - log 10-1 = 1

pH Asam Lemah

Bagi asam-asam lemah, karena harga derajat ionisasinya 1 (0 < < 1) maka besarnya konsentrasi ion H+ tidak dapat dinyatakan secara langsung dari konsentrasi asamnya (seperti halnya asam kuat). Langkah awal yang harus ditempuh adalah menghitung besarnya [H+] dengan rumus

[H+] = Ca . Ka)

dimana: Ca = konsentrasi asam lemah Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Contoh:Hitunglah pH dari 0.025 mol CH3COOH dalam 250 ml larutannya, jika diketahui Ka = 10-5Jawab: Ca = 0.025 mol/0.025 liter = 0.1 M = 10-1 M [H+] = Ca . Ka) = 10-1 . 10-5 = 10-3 M pH = -log 10-3 = 3

C. Menyatakan pH Larutan Basa

Prinsip penentuan pH suatu larutan basa sama dengan penentuan pH larutam asam, yaitu dibedakan untuk basa kuat dan basa lemah.

1. pH Basa Kuat Untuk menentukan pH basa-basa kuat (= 1), maka terlebih dahulu dihitung nilai pOH larutan dari konsentrasi basanya.

Contoh: a. Tentukan pH dari 100 ml larutan KOH 0.1 M ! b. Hitunglah pH dari 500 ml larutan Ca(OH)2 0.01 M !Jawab:a. KOH(aq) K+(aq) + (aq) [] = [KOH] = 0.1 = 10-1 M pOH = - log 10-1 = 1 pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13b. Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq) + 2 (aq) [OH-1] = 2[Ca(OH)2] = 2 x 0.01 = 2.10-2 M pOH = - log 2.10-2 = 2 - log 2 pH = 14 - pOH = 14 - (2 - log 2) = 12 + log 2

2. pH Basa Lemah

Bagi basa-basa lemah, karena harga derajat ionisasinya 1, maka untuk menyatakan konsentrasi ion OH- digunakan rumus:

[OH-] = (Cb . Kb)

dimana:

Cb = konsentrasi basa lemah Kb = tetapan ionisasi basa lemah Contoh:Hitunglah pH dari 100 ml 0.001 M larutan NH4OH, jika diketahui tetapan ionisasinya = 10-5 !

Jawab:[OH-] = Cb . Kb) = 10-3 . 10-5 = 10-4 M pOH = - log 10-4 = 4 pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10

Larutan Buffer

Larutan buffer adalah:

Sifat larutan buffer: - pH larutan tidak berubah jika diencerkan. - pH larutan tidak berubah jika ditambahkan ke dalamnya sedikit asam atau basa.

a.Campuran asam lemah dengan garam dari asam lemah tersebut. Contoh: - CH3COOH dengan CH3COONa - H3PO4 dengan NaH2PO4b.Campuran basa lemah dengan garam dari basa lemah tersebut. Contoh: - NH4OH dengan NH4Cl

CARA MENGHITUNG LARUTAN BUFFER

1.Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran asam lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH < 7) digunakan rumus:

[H+] = Ka. Ca/CgpH = pKa + log Ca/Cg

dimana: Ca = konsentrasi asam lemah Cg = konsentrasi garamnya Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Contoh:Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 0.01 mol asam asetat dengan 0.1 mol natrium Asetat dalam 1 1iter larutan ! Ka bagi asam asetat = 10-5Jawab:Ca = 0.01 mol/liter = 10-2 M Cg = 0.10 mol/liter = 10-1 MpH= pKa + log Cg/Ca = -log 10-5 + log-1/log-2 = 5 + 1 = 6

2.Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran basa lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH > 7), digunakan rumus:[OH-] = Kb . Cb/CgpOH = pKb + log Cg/Cbdimana: Cb = konsentrasi base lemah, Cg = konsentrasi garamnya Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Contoh:Hitunglah pH campuran 1 liter larutan yang terdiri atas 0.2 mol NH4OH dengan 0.1 mol HCl ! (Kb= 10-5)Jawab:NH4OH(aq) + HCl(aq) NH4Cl(aq) + H2O(l)mol NH4OH yang bereaksi = mol HCl yang tersedia = 0.1 mol mol NH4OH sisa = 0.2 - 0.1 = 0.1 mol mol NH4Cl yang terbentuk = mol NH40H yang bereaksi = 0.1 mol Karena basa lemahnya bersisa dan terbentuk garam (NH4Cl) maka campurannya akan membentuk larutan buffer. Cb (sisa) = 0.1 mol/liter = 10-1 M, Cg (yang terbentuk) = 0.1 mol/liter = 10-1 M pOH = pKb + log Cg/Cb = -log 10-5 + log 10-1/10-1 = 5 + log 1 = 5pH = 14 - p0H = 14 - 5 = 9

E. Hidrolisis Hidrolisis adalah terurainya garam dalam air yang menghasilkan asam atau basa. ADA EMPAT JENIS GARAM, YAITU :

1.Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa kuat (misalnya NaCl, K2SO4 dan lain-lain) tidak mengalami hidrolisis. Untuk jenis garam yang demikian nilai pH = 7 (bersifat netral).2.Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa lemah (misalnya NH4Cl, AgNO3 dan lain-lain) hanya kationnya yang terhidrolisis (mengalami hidrolisis parsial). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH < 7 (bersifat asam).3.Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa kuat (misalnya CH3COOK, NaCN dan lain-lain) hanya anionnya yang terhidrolisis (mengalami hidrolisis parsial). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH > 7 (bersifat basa).4.Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa lemah (misalnya CH3COONH4, Al2S3 dan lain-lain) mengalami hidrolisis total (sempurna). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH-nya tergantung harga Ka den Kb.

F. Garam Yang Terbentuk Dari Asam Kuat Dan Basa Lemah

Karena untuk jenis ini garamnya selalu bersifat asam (pH < 7) digunakan persamaan:

dimana :

Kh = konstanta hidrolisisJika kita ingin mencari nilai pH-nya secara langsung, dipergunakan persamaan:

Contoh:Hitunglah pH dari 100 ml larutan 0.1 M NH4Cl ! (Kb = 10-5)Jawab:NH4Cl adalah garam yang bersifat asam, sehingga pH-nya kita hitung secara langsung.

[H+] = Kh . Cg

Kh = Kw/Kb

pH = 1/2 (pKW - pKb - log Cg)

pH= 1/2 (pKw - pKb - log Cg) = 1/2 (-log 10-14 + log 10-5 - log 10-1) = 1/2 (14 - 5 + 1) = 1/2 x 10 = 5

Garam Yang Terbentuk Dari Asam Lemah Dan Basa Lemah

Untuk jenis garam ini larutannya selalu bersifat basa (pH > 7), dan dalam perhitungan digunakan persamaan: dimana:Kh = konstanta hidrolisisJika kita ingin mencari nilai pH-nya secara langsung, dipergunakan persamaan:Contoh:Hitunglah pH larutan dari 100 ml 0.02 M NaOH dengan 100 ml 0.02 M asam asetat ! (Ka = 10-5).

Jawab:

[OH-] = Kh . Cg

Kh = Kw/Ka

pH = 1/2 (pKw + pKa + log Cg)

NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O

- mol NaOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol- mol CH3COOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 molKarena mol basa yang direaksikannya sama dengan mol asam yang direaksikan, maka tidak ada yang tersisa, yang ada hanya mol garam (CH3COONa) yang terbentuk.

mol CH3COONa = 0.002 mol (lihat reaksi) - Cg = 0.002 mol/200 ml = 0.002 mol/0.2 liter = 0.01 M = 10-2 M - Nilai pH-nya akan bersifat basa (karena garamnya terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat), besarnya:pH = 1/2 (pKw + pKa + log Cg) = 1/2 (14 + 5 + log 10-2) = 1/2 (19 - 2) = 8.5