Semester 2 Bab 1-Larutan Asam dan Basa

BAB I

LARUTAN ASAM DAN BASA

 

Standar kompetensi:

Memahami  sifat-sifat larutan asam-basa, metode pengukuran, dan terapannya.

Kompetensi dasar:

  1. Mendeskripsikan teori-teori asam basa dengan menentukan sifat larutan dan menghitung pH larutan.
  2. Menghitung banyaknya pereaksi dan hasil reaksi dalam larutan elektrolit dari hasil titrasi asam basa.
  3. Menggunakan kurva perubahan harga pH pada titrasi asam basa untuk menjelaskan larutan penyangga dan hidrolisis.

Penanaman Nilai Karakter Bangsa

Setelah mempelajari materi pada bab ini diharapkan siswa memiliki sikap jujur, kerja keras, toleransi, rasa ingin tahu, komunikatif, menghargai prestasi, tanggung jawab, peduli lingkungan, dan percaya diri

 

Larutan kimia bermacam-macam jenisnya. Ada yang bersifat asam atau basa, dan adapula yang bersifat elektrolit maupun nonelektrolit. Larutan yang bersifat asam mempunyai rasa masam seperti air cuka dan vitamin C. Sedangkan larutan basa mempunyai rasa pahit dan licin bila dipegang contohnya kapur sirih dan sabun. Larutan asam maupun basa dapat diketahui berapa besarnya derajat keasamannya (pH). Untuk lebih jelasnya mari pelajari bab berikut!

 

 

Ringkasan Materi I


A.   Teori Asam Basa Arrhenius

Pada tahun 1884 Svante August Arrhenius m,engemukakan teori asam basa sebagai berikut.

  1. Asam adalah zat yang dalam pelarut air menghasilkan ion hidrogen (H+).

Contoh: HCl --> H+ + Cl-

Sifat asam:

a.    Bertsifat elektrolit (dapat menghantarkan arus listrik)

b.    Dapat memerahkan kertas lakmus.

c.     Bersifat korosif (merusak).

d.    Dapat bereaksi dengan basa menghasilkan garam.

 

       2. Basa adalah zat yang dalam pelarut air menghasilkan ion hidroksil (OH-).

Contoh: KOH --> K+ + OH-

Sifat basa:

a.    Bersifat elektrolit (dapat menghantarkan listrik).

b.    Dapat membirukan kertas lakmus.

c.     Bersifat kaustik (merusak).

d.    Dapat bereaksi dengan asam menghasilkan garam.

NaOH(aq) + HCl(aq) --> NaCl(aq) + H2O

Catatan: Kertas lakmus merupakan salah satu macam indikator (penunjuk). Indikator adalah zat yang dalam suasana berbeda (asam atau basa) akan memberikan warna yang berbeda pula.


B.  Indikator Asam Basa

Selain lakmus terdapat pula indikator yang berbentuk larutan. Indikator asam basa memiliki warna tertentu pada trayek pH/rentang pH yaitu pH yang disertai perubahan warna indikator.

Tabel trayek pH beberapa indikator

No

Indikator

Trayek pH

Perubahan Warna

1

2

3

4

5

6

metil ungu

metil orange

lakmus

brom timol biru

phenolptalin

alizarin kuning

0,0-1,6

3,1-4,4

5,5-8,0

6,0-7,6

8,3-10,0

10,1-12

kuning-ungu

merah-kuning

merah-biru

kuning-biru

tak berwarna-merah

kuning-merah

Indikator asam basa berguna dal;am anlisis kuantitatif asam dan basa yaitu untuk menunjukkan bahwa suatu reaksi bersifat asam kuat, asam lemah, basa kuat, dan basa lemah. Harga pH suatu larutan dapat dilihat dengan menggunakan indikator universal yang merupakan campuran beberapa indikator.

  1. C.        Kekuatan Asam Basa

Pada pengujian menggunakan alat uji daya hantar listrik kekuatan larutan ditentukan oleh derajat ionisasi (a) yaitu jumlah molekul yang terionisasi dibandingkan dengan jumlah molekul mula-mula.

1.      Asam Lemah

Asam lemah adlaah asam yang dalam air mengalami ionisasi sebagian (a = kecil, antara 0-1), maka asam lemah mempunyai harga Ka yang kecil.

Rumus:

contoh asam lemah: CH3COOH; HCOOH; HCN; H2CO3; H2S; H2C2O4

2.      Asam Kuat

          Asam kuat adalah asam yang dalam air mengalami ionisasi sempurna (a = 1) sehingga dalam laritan asam kuat tiodak lagi terdapat molekul-molekul melainkan hanya ion-ion H+ dan sisa asam. Reaksinya berkesudahan dan mempunyai harga Ka yang besar sehingga Ka untuk asam kuat tiodak dinyatakan.

          Rumus:

          [H+] = a. Ma

          Keterangan:

          [H+]             = konsentrasi ion H+

          a                    = valensi asam/jumlah H+

          Ma                = molaritas asam

          contoh asam kuat: H2SO4, HCl, HNO3, HBr, HI

3.      Basa Lemah

Basa lemah adalah basa yang dalam air mengalami ionisasi sebagian (a = kecil) mempunyai harga Kb yang kecil.

Rumus:

Contoh basa lemah: NH4OH, Mg(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2

4.      Basa Kuat

Basa kuat adalah basa yang dalam air mengalami ionisasi sempurna (a = 1). salam larutan basa kuat tidak terdapat molekul basa melainkan hanya ion-ionnya. Reaksinya berkesudahan dan harga Kb sangat besar sehingga Kb untuk basa kuat tidak dinyatakan.

Rumus:

[OH-] = a. Mb

Keterangan:

[OH-]            = konsentrasi ion OH-

a                    = valensi bas (jumlah OH-)

Mb               = molaritas basa

Contoh basa kuat: NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2.


D.        pH Asam Basa

Untuk menentukan kekuatan asam basa atau derajata keasaman suatu larutan digunakan ukuran/standar yang disebut pH larutan. pH larutan = eksponen hidrogen/pangkat hidrogen. Pada tahun 190-9, Soven Sorensen menetapkan harga pH = -log[H+].

Untuk larutan yang bersifat basa dinyatakan dalam: pOH = -log [OH-]

                                                                           pH = pOH = 14

                                                                           maka pH basa = 14 –pOH

bila harga:           pH < 7 maka larutan bersifat asam

                          pH = 7 maka larutan bersifat netral

                          pH > 7 maka larutan bersifat basa

Menentukan pH Larutan

Untuk menentukan pH suatu larutan kita melihat kekuatan asam dan basa. Untuk pH asam kuat/basa kuat harga derajat ionisasi (a) dianggap 1, sehingga konsentrasi ion H+ dan OH- dapat dihitung langsung dari konsentrasi asam atau basanya.

1.    Untuk pH asam lemah/basa lemah

       Untuk menghitung pH larutan asam lemh/basa lemah perlu diketahui:

  1. Derajat ionisasi (a)
  2. Harga tetapan kesetimbangan asam (Ka) atau tetapan kesetimbangan basa (Kb)

Contoh soal:

Tentukan pH 25 mL larutan CH3COOH 0,4 M bila terionisasi 1%!

Jawab:

[H+]              = a.Ma

                       = 0,01.0,4

                       = 4.10-3 M

pH                 =-log 4.10-3

                       = 3-log 4

2.    pH campuran asam kuat dan basa kuat

Untuk memperkirakan pH reaksi antara asam kuat dan basa kuat perlu diuperhatikan keadaan akhir reaksi. Bila:

[H+] > [OH-] larutan bersifat asam pH < 7

[H+] = [OH-] larutan bersifat metal pH = 7

[H+] < [OH-] larutan bersifat basa pH > 7

 

Contoh soal:

Bila 50 mL larutan HCl 0,2 M direaksikan dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M. Tentukan pH campuran!

                                HCl         +             NaOH             -->                NaCl       + H2O

                                50 mL 0,4 M        50mL 0,2 M

Mula-mula               0,02 mol               0,01 mol

Reaksi                    0,01 mol               0,01 mol

Akhir reaksi             0,01 mol               -

karena [H+] > [OH-], maka larutan bersifat asam, sehingga pH< 7

       [HCl]  H+ + Cl-

       0,1M ~ 0,1 M

       [H+] = 0,1 M = 10-1 M

       pH = -log 10-1 = 1

Konsep pH dapat digunakan untuk menganalisis pencemaran air. air yang digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari adalah air bersih. Adapun parameter air bersih sebagai berikut:

  1. Tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berwarna (jernih).
  2. pH ± 7 (bersifat netral)
  3. Harga DO (Disolved Oxygen): jumlah oksigen yang terlarut dalam air harus tinggi. Makin tinggi harag DO kualitas air semakin baik.
  4. Harga BOD (Biochemical Oxygen Dmeand): jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam air harus rendah. Makin tingi harag BOd kualitas air semakin rendah.


E.         Teori Asam Basa Bronsted-Lowry

Pada tahun 1923 seorang ahli kimia dari denmark J.N Bronsted dan ahli kimia dari Inggris T.N Lowry mengemukakan konsep tentang asam basa sebagai berikut.

Asam adalah zat yang dpaat memberikan H+ (proton donor).

Basa adalah zat yang dapat menerima H+ (akseptor proton).

Contoh:

                HCl(aq) + H2O(l)     H3O+(aq)  + Cl-(aq)

                asam     basa             asam         basa


F.         Teori Asam Basa G.N. Lewis

Beberapa reaksi asam basa tertentu tidak cocok dengan konsep Arrhenius maupun Bronsted-Lowry maka G.N. Lewis menyatakan bahwa konsep asam dan basa dapat berlaku umum. Konsep asam basa G.N Lewis sebagai berikut.

Asam adalah spesi yang dapat membentuk ikatan kovlen dengan menerima pasangan elektron bebas dari spesi lain.

Basa adalah spesi yang dapat membentuk ikatan kovalen dengan memberi pasangan elektron bebas kepada spesi lain.

 

Contoh: NH3 + BF3 --> NH3-BF3

 BF3 merupakan senyawa yang tidak mengandung ion H+ menunjukkan sifat asam dalam reaksi tersebut.


G.       Stoikiometri Larutan

Macam-macam reaksi dalam larutan elektrolit.

  1. Oksida basa + asam  --> garam + H2O

Contoh: Na2O + H2SO4 --> Na2SO4 + H2O

      2. Oksida asam + basa --> garam + H2O

Contoh: CO2 + Ca(OH)2 --> CaCO3 + H2O

               (pembentuk H2CO3)

      3. Logam + asam --> garam + gas H2

Syarat:

a.   Asam yang digunakans elain H2SO4 pekat; HNO3 pekat maupun encer.

b.  Logam harus reaktif (terletak di sebelah kiri H).

Deret kereaktifan logam/deret volta:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.

Contoh:

Mg + 2HCl --> MgCl2 + H2(g)

ag + HCl --> tidak bereaksi

 

     4. Basa + Asam --> garam + H2O

Contoh: NaOH + HCl --> NaCl + H2O

     5. Garam + Basa --> garam lain + basa lain

Contoh: Na2SO4 + Ba(OH)2 --> BaSO4 + 2NaOH

     6. Garam + Asam --> garam lain + asam lain

contoh: CaCo3 + 2HCl --> CaCl2 + H2CO3

     7. Garam I + Garam II --> Garam III + Garam IV

Contoh:

Reaksi molekuler: Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) -->  PbI2(s) + 2KNO3(aq)

Reaksi ion: Pb2+ + 2NO3- + 2K+ + 2I   -->  PbI2(s) + 2K+ + 2NO3-

                       Pb2+ + 2I- --> PbI2(s)

Daftar senyawa yang mudah dan sukar larut dalam air.

No

Mudah larut

Sukar larut

1

2

3

 

4

 

5

 

6

 

7

8

 

9

Semua agram nitrat, NaNO3, KNO3, dan lain-lain

Semua garam asetat

Semua garam klorida

 

Semua agaram bromida

 

Semua agaram iodida

 

semaua agram sulfat

 

Semau garam alkali

Kecuali basa alkali golongan IA dan IIA NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2

Kecuali golongan 1A dan (NH4)CO3

 

 

Kecuali AgCl, HgCl, PbCl2

Kecuali AgBr, HgBr, PbBr2

Kecuali AgI, HgI, PbI2, dan CuI

Kecuali BaSO4, CaSO4, SrSO4, PbSO4

 

Semua hidroksida/basa

 

Semua agarm karbonat, fosfat.

 

H.       Hitungan Kimia

Untuk menyelesaikan soal hitungan kimia, maka langkah-lkangkah yang perlu diperhatikan sebagai berikut.

  1. Menulsikan persamaan reaksi setara karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol.
  2. Mengubah data yang diketahui (gram atau liter) menjaid mol.
  3. Mencari perbandingan mol dengan melihat perbandingan koefisien.
  4. Menjawab soal yang diminta denagn mengubah mol.

Mengingat kembali:

Contoh soal:

Bila 13,5 gram logam aluminium (Ar = 27) dilarutkan ke dalam 200 mL larutan asam klorida, maka tentukan:

a.    persamaan reaksi setara

b.   molaritas larutan HCl

c.    volume gas yang dihasilkan pada keadaan standar

Jawab:


I.          Titrasi Asam Basa

Titrasi asam basa adalah suatu metode kuantitatif (penentuan konsnetrasi) larutan asam atau basa dengan larutan penitrasi basa atau asam yang sudah diketahui konsnetrasinya dengan bantuan larutan indikator, karena akan berubah warna pada saat larutan asam asam atau basa tepat bereaksi pada titik stoikiometris atau titik ekuivalen.

Contoh soal:

20 mL larutan H2SO4 diberi beberapa tetes larutan indikator fenoftalen, kemudian ditotrasi dengan larutan NaOH 0,1 M sampai larutan berbubah warna menjadi merah muda. Jika larutan NaOH membutuhkan 40 mL, maka tentukanlah molaritas H2SO4!

Jawab:

Refleksi diri

Senyawa asam dan basa banyak dijumpai dalam  kehidupan sehari-hari. Secara umum zat-zat yang berasa masam mengandung asam, misalnya asam sitrat pada jeruk, asam cuka, asam tartrat pada anggur, asam laktat ditimbulkan dari air susu yang rusak. Sedangkan basa umumnya mempunyai sifat yang licin dan  berasa pahit, misalnya sabun, para penderita penyakit maag selalu meminum obat  yang mengandung magnesium hidroksida.

Soal