Kesetimbangan Asam dan Basa Asam zat yg memiliki

Kesetimbangan Asam dan Basa

Asam : zat yg memiliki sifat spesifik, rasa asam, merusak permukaan logam/ lantai marmer (korosif), reaksi dg logam menghasilkan hidrogen. Sebagai indikator sederhana terhadap senyawa asam adalah kertas lakmus ( memerahkan kertas lakmus biru ) Basa : memiliki sifat spesifik, licin jika mengenai kulit, rasanya getir, merubah kertas lakmus merah menjadi biru. Konsep Asam-Basa berkembang, ada 3 konsep asam -basa dalam memahami reaksi kimia : 1. Arhenius 2. Bronsted-Lowry 3. Lewis

Teori Asam Basa ARRHENIUS Asam adalah senyawa yang melepaskan H+ dalam air basa adalah melepaskan OH-- modern : asam menambah konsentrasi ion Hidronium ( H 3 O+) , basa menambahkan ion hidroksida (OH- ) Asam + Basa bereaksi garam (netralisasi ). Teori Arhenius hanya berlaku untuk lingkungan air

BRONSTED – LOWRY Asam adalah senyawa / partikel yang dapat memberikan proton (H+), kepada senyawa atau partikel lain. Basa adalah senyawa / partkel yang dapat menerima proton ( H+) dari asam HCl + NH 3 ------ NH 4 Cl reaksi ini dapat berlangsung dalam keadaan gas, berarti tanpa pelarut air. HA + HL ---- H 2 L+ + AContoh : HCl + H 2 O ----- H 3 O+ + Cl – Air justru dapat dianggap lebih basa jika ada asam di dalamnya.

Bagan. Konsep Asam-basa menurut Lowry dan Bronsted

Teori Asam Basa Lewis. Teori sebelumnya tidak dapat menjelaskan jika ada reaksi antara NH 3 dan BF 3 menjadai H 3 N-BF 3 Di sini terjadi ikatan koordinasi antara atom N dan B yang pasangan elektronnya berasal dari N. Asam adalah: suatu partikel yg dapat menerima pasangan elektron dari partikel lain untuk membetuk ikatan kovalen koordinasi, Basa adalah: suatu partikel yg dapat memberikan pasangan elektron kepada partikel lain utukmembetuk ikatan kovalen koordinasi, SO 3 CO 2 + O 2 - ------- SO 42+ OH- ---- HCO 3 - ** Partikel seperti H+, SO 3, CO 2 dan HCl adalah sebagai asam Lewis OH-, O 2 - dan H 2 O sebagai basa Lewis. ** Teori asam-basa Lewis banyak digunakan dalam kimia organik

Bagan. Konsep Asam menurut Lewis.

Pembentukan asam dan basa Asam dapat terbentuk dari oksida asam yang bereaksi dengan air. Oksida asam merupakan senyawa oksida dari unsur-unsur non logam; seperti Karbondioksida, dipospor pentaoksida dan lainnya, Reaksi pembentukan asam adalah : CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 (Asam Karbonat) P 2 O 5 + 3 H 2 O → 2 H 3 PO 4 (Asam Posfat) SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (Asam Sulfat)

Tabel. Pasangan Oksida asam dengan asamnya Oksida asam CO 2 P 2 O 5 P 2 O 3 SO 2 SO 3 N 2 O 5 N 2 O 3 Asam H 2 CO 3 H 3 PO 4 H 3 PO 3 H 2 SO 4 HNO 3 HNO 2

Sedangkan basa dapat terbentuk dari oksida basa yang bereaksi dengan air. Oksida basa merupakan oksida logam dan ada pengecualian khususnya untuk amonia (NH 3). Ca. O + H 2 O ⇄ Ca(OH)2 NH 3 + H 2 O ⇄ NH 4 OH (Calsium hidroksida) (Amonium hidroksida)

Proses ionisasi asam dan basa, prinsip ionisasi mengikuti konsep Arhenius, asam akan menghasilkan ion hidrogen bermuatan positif dilanjutkan dengan menuliskan sisa asamnya yang bermuatan negatif serta disetarakan muatannya HNO 3 ⇄ H+ + NO 3 H 2 CO 3 ⇄ 2 H+ + CO 32 -

Tabel : Pasangan Oksida basa dengan basanya Oksida basa Basa Ca. O Mg. O K 2 O Al 2 O 3 Li 2 O Ba. O Fe 2 O 3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 KOH Al(OH)3 Li. OH Ba(OH)2 Fe(OH)3 Bagan : mekanisme ionisasi asam

Proses ionisasi untuk asam kuat dan basa kuat diindikasikan dengan harga α yaitu rasio jumlah zat yang terionisasi dan zat mula-mula. Harga α untuk asam kuat adalah α = 1. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi berkesudahan atau dengan kata lain zat terionisasi sempurna, HCl → H+ + Clnilai α = 1 Sedangkan untuk basa juga demikian Li. OH → Li+ + OHnilai α = 1

Sedangkan untuk asam lemah nilai α tidak dipergunakan, yang dipergunakan adalah tetapan ionisasi asam, tetapan ini diturunkan dari keadaan keseimbangan ionisasi. Dari persamaan ini dapat kita ambil kesimpulan jika harga Ka besar, berarti jumlah ion cukup besar, demikian pula sebaliknya jika Ka kecil maka jumlah zat yang terionisasi kecil, besarnya harga Ka inilah yang dapat kita pergunakan untuk membandingkan suatu asam dengan asam lainnya, beberapa harga Ka ditampilkan pada Tabel: Rumus Harga Ka H 3 C 2 O 2 H 1. 8 x 10 -5 HCl. O 2. 9 x 10 -8 HNO 2 7. 2 x 10 -4 HCl. O 2 1. 1 x 10 -2 H 2 S 1. 0 x 10 -7 HCN 6. 2 x 10 -10 H 2 C 2 O 4 5. 4 x 10 -2

Untuk lebih memahami, perhatikan contoh soal : Sebuah botol diberi label HCl. O, asam hipoklorit 0. 35 M, dari tabel tetapan ionisasi asam lemah pada suhu 25 o. C, diketahui harga Ka = 2. 9 x 10 -8. Tentukan p. H asam hipoklorit tersebut. Skema pada Bagan , merupakan penyelesaian contoh soal ini. Penguraian asam, perhitungan konsentrasi dan p. H untuk asam lemah

KESETIMBANGAN ASAM-BASA DALAM AIR ASAM HA + H 2 O ( H 3 O+) (A-) Kc =------(H 2 O)(HA) H 3 O+ + A- jika kesetimbangan ini dalam larutan encer, sehingga pelarut air (H 2 O) sangat besar dibanding zat terlarut. Dengan kata lain konsentrasi air dianggap konstan, maka ( H 3 O+) (A-) Kc (H 2 O) =------(HA) (H+)(A-) Ka Supaya lebih praktis H 3 O+ ditulis H+ = -----( HA ) Ka disebut Konstanta Kesetimbangan Asam Kemampuan Asam terionisasi dalam air tidak sama, kemapuan itu dinyatakan dengan “Derajat ionisasi (ά)” Jumlah mol yg terion ά = -----------jumlah mol mula-mula 1 > ά >0

Tentukan Ka Larutan asam (HA) dengan konsentrasi 0, 3 M, jika α = 0, 02. Jawab : Ka Ka Ka Jika HA H+ c(1 -α) αc (H+)(A-) = -----(HA) (0, 02 x 0, 3)2 = ----------0, 3 (1 – 0, 02) + Aαc = 3, 1 x 10 -5 Ka ≥ 10 maka termasuk asam kuat, Ka ≤ 10 maka termasuk asam lemah Yang termasuk asam kuat jumlahnya tidak banyak : HCl, HBr, HI, HNO 3, H 2 SO 4 dan HCl. O 4 Sedangkan yang lainnya kebanyakan termasuk asam lemah.

BASA Basa adalah senyawa dalam air yang menghasilkan OH Yang termasuk jenis ini adalah hidroksida logam yang umumnya berupa padatan : Na. OH, KOH dan lain-lain Na. OH(aq) -------- Na+(aq) + OH-(aq) Kesetimbangan basa lemah dalam larutan encer : (BH+)(OH-) Kb =-------- Kb sebagai Konstanta kesetimbangan basa (B) Kebanyakan basa lemah adalah senyawa organik yang mengandung Nitrogen, karena mempunyai pasangan elektron bebas untuk mengikat proton, dengan Kb relatif kecil Mis : Amonia, Metilamin, tri metilamion, hidrazin, hidroksilamin, anilin, piridin, di etil amin

• p. H Larutan asam dan Basa H 2 O <------ H+ + OH- (H+)(OH-) Kc (H 2 O) =-------- = Kw (H 2 O) Kw = (H+) (OH-) Kw = (H+)2 = (OH-)2 (H+)=(OH-)= √ Kw= √ 10 -14 = 10 -7 p. H = -log (H+) p. OH= -log (OH-) Konsentrasi H+ dan OH- pada air ( larutan netral) adalah 10 -7 Larutan asam : (H+) > (OH-) Larutan basa : (H+) < (OH-)

Larutan Asam kuat dan Basa Kuat Larutan asam kuat dan basa kuat akan terion sempurna dalam air, sehingga jumlah ion dapat dihitung dari konsentrasi asam atau basanya. HCl ---- H+ + Cl. Ca Ca Ca Na. OH ------ Na+ + OHCb Contoh: Cb Cb Menghitung p. H larutan : a. HCl 0, 01 M b. 2 gr Na. OH dalam 2 L larutan Jawab. a. Ca = 0, 01 M (H+) = 0, 01 p. H = -log (H+) = -log 10 -2 = -(-2)log 10 p. H = 2 b. Na. OH. . (H+) = Ca (OH-) = Cb

p. H Asam dan Basa Lemah (H+) = √ Ka. Ca Hitunglah p. H larutan NH 3 0, 02 M Jawab: Cb = 0, 02 M Kb=1, 8 x 10 -5 ( OH-) = √ Kb. Cb = 6 x 10 -3 p. OH =-log 6 x 10 -3 = 2, 22 p. H = 14 -2, 22 =12, 78 (OH-) = √ Kb. Cb (p. H+p. OH=14)

LARUTAN BUFFER Suatu larutan jika ditambah asam akan turun p. H-nya. Sebaliknya akan naik p. H-nya jika ditambah basa. Suatu larutan akan berubah p. H-nya ( asam/ basa) jika ditambah air, karena konsntrasi asam/ basanya akan mengecil. Ada larutan bila ditambah sedikit asam, basa atau air tidak mengubah p. H secara berarti, -- Lart Buffer ( penyangga )

Cara membuat lart Buffer: 1. Campuran asam lemah dg garamnya (yg berasal dr asam lemah tersebut dan basa kuat ), contoh; HNO 2 dengan Na. NO 2 CH 3 COOH dg CH 3 COOK 2. Campuran basa lemah dg garamnya (yg berasal dr asam kuat dan basa lemah tersebut ), contoh; NH 4 OH dan NH 4 Cl N 2 H 5 OH dan N 2 H 5 NO 3 Larutan dapat mempertahankan p. H karena mengandung ion garam, kesetimbangan asam lemah, dan kesetimbangana air, yang membentuk suatu sistem: H 2 O Na. NO 2 HNO 2 ---- H+ + OH- + NO 2+ Na+

Buffer dalam Organisme. Dalam organisme terdapat berbagai macam cairan; seperti air sel, darah dan kelenjar. Cairan in berfungsi sebagai pengangkut zat makanan dan pelarut reaksi biokimia di dalamnya. Tiap reaksi dipercepat oleh enzim tertentu, dan tiap enzim bekerja efektif pada p. H tertentu (optimum ). Karena itu cairan dalam organisme mengandung sistem buffer untuk mempertahankan p. H-nya. Sistem, buffernya asam lemah dg basa konjugasinya. Dalam darah manusia normal mempunyai p. H = 7, 35 -7, 45, yg dipertahankan oleh tiga sistem buffer, yaitu: buffer karbonat, hemoglobin dan oksihemoglobin. Sedangkan dalam sel terdapat buffer fosfat.

1. Buffer karbonat, adalah pasangan karbonat ( H 2 CO 3) dg pasangan konyugasi bikarbonat (HCO 3 -) H 2 CO 3 - ------ HCO 3 - + H+ asam basa konyugasi Kesetimbangan bergeser ke kanan jika diberi H+ , dan akan bergeser ke kiri bila diberi OH-. Karena H+ + OH- - H 2 O hasil pergeseran itu menyebabkan H+ relatif tetap 2. 3. Buffer hemoglobin, adalah pasangan hemoglobin (bersifat asam, HHb) dg ion hemoglobin (Hb- sbg basa konyugasi) HHb -------- Hb- dan H+ asam bsa konyugasi Buffer oksihemoglobin, adalah pasangan HHb dg ion oksihemoglobin(Hb. O 2 -) HHb + O 2 ------- Hb. O 2 - + H+ asam basa konyugasi

4. Buffer fosfat, adalah kesetimbangan antara asam H 2 PO 4 dg basa konyugasinya HPO 42 H 2 PO 4 + H+ ------- HPO 42 Jika dibero OH-, kesetimbangan bergeser ke kiri, karena OHdiikat H+ menjadi H 2 O. Sebaliknya , jika di tambah OHkesetimbangan bergeser ke kanan sehingga H+ realatif tetap -

KEMAMPUAN BUFFER Suatu buffer dapat mempertahankan p. H larutan dalam daerah p. H tertentu. Dalam membuat buffer perlu diperhatikan perbandingan Ca dan Cg atau Cb dan Cg. Perbandingan tidak terlalu besar atau terlalu kecil, karena akan mengganggu pergeseran ksetimbangan, Contoh ; buffer CH 3 COOH dg CH 3 COOH ----- H+ + CH 3 COOCa Cg Jika Ca terlalu kecil maka pergeseran ke kanan akan cepat terganggu ( berhenti), sebaliknya jk Cg kecil pergeseran ke kiri akan mudah berhenti. Keterbatasan Ca/Cg dan Cb/Cg ini mengakibatkan buffer mempunyai daerah p. H tertentu, yg secara umum ketentuannya adalah: 1. Buffer asam lemah-garamnya untuk daerah p. H > 7 2. Buffer basa lemah-garamnya untuk daerah p. H< 7

Daerah p. H beberapa sistem buffer: - H 3 PO 4 - H 2 PO 4 HCO 2 H - HCO 2 CH 3 COOH-CH 3 COO 2 H 2 PO 4 - HPO 4 H 3 BO 3 - H 2 BO 3 dst p. H p. H : : : 2 -3 3 -5 4 -6 6 -8 8 -10