A. Kekuatan Relatif Asam dan Basa
Berdasarkan banyaknya ion yang dihasilkan pada ionisasi asam dan basa dalam larutan, maka kekuatan asam dan basa dikelompokkan menjadi asam kuat dan asam lemah serta basa kuat dan basa lemah.
Perbedaan kekuatan larutan asam-basa ini dipengaruhi oleh banyak sedikitnya ion-ion pembawa sifat asam dan ion-ion pembawa sifat basa yang dihasilkan saat terionisasi. Jadi Kekuatan asam dan basa tersebut dipengaruhi dengan derajat ionisasi.
Derajat ionisasi (a) adalah perbandingan antara jumlah molekul zat yang terionisasi dengan jumlah molekul zat mula-mula.
Diatas telah dijelaskan bahwa kekuatan asam dan basa dipengaruhi derajat ionisasi, kemudian bagaimana jika kedua senyawa memiliki derajat ionisasi yang sama?
Manakah asam yang lebih kuat HCl atau HClO4 ?
keduanya memiliki derajat ionisasi 1. Dengan demikian, nilai derajat ionisasi saja tidak cukup untuk membandingkan kekuatan asam-basa.
Berdasarkan konsep bronsted-lowry reaksi asam-basa adalah reaksi transfer proton. Dapat dikatakan bahwa reaksi asam basa sebagai persaingan antar senyawa terhadap pengikatan proton. Sehingga asam dapat diurutkan berdasarkan kemampuannya untuk memberikan proton atau donor proton. Asam yang lebih kuat akan lebih mudah melepaskan proton dibandingkan dengan asam lemah. Dan basa yang lebih kuat akan lebih kuat mengikat proton dibandingkan dengan basa lemah.
Berikut ini tabel kekuatan relatif asam
B. Menghitung pH larutan Asam dan Basa
1. Konsep pH
Pada umumnya perhitungan mengenai [H+] (konsentrasi H+) atau [OH–] (konsentrasi OH-) dalam suatu larutan selalu menyangkut bilangan-bilangan yang sangat kecil, maka menyederhanakannya bilangan-bilangan itu dinyatakan dalam harga logaritma negatifnya. Penyederhanaan bilangan tersebut dikemukakan oleh S.P.L Sorensen seorang ahli kimia dari Denmark pada tahun 1909 dengan mengajukan konsep pH (p berasal dari kata potenz yang berarti pangkat dan H adalah tanda atom hidrogen).
Pada suhu 25 °C harga derajat ionisasi air = 1,8 x 10-9
[H+] = [OH–] = 10–7 mol/L
Maka pada air murni berlaku:
Kw = [H+][OH–]
Kw = 10–7 x 10–7
Kw = 10–14
Kw adalah tetapan kesetimbangan ionisasi air, mempunyai harga tetap pada temperatur tetap.
pKw = –log Kw = –log 10–14 = 14
pH = –log [H+] = –log 10–7
pH = 7
pH = pOH = 7
Jadi air murni memiliki pH= 7
hubungan pkw, pH dan pOH:
pKw = pH + pOH
2. Menghitung pH Larutan Asam
Besarnya [H+] dalam suatu larutan merupakan salah satu ukuran untuk menentukan tingkat keasaman suatu larutan.
Besarnya pH larutan asam dapat dihitung dengan rumus:
pH = – log [H+]
Jadi untuk menghitung pH suatu larutan perlu menentukan besar konsentrasi H+ dalam larutan tersebut terlebih dahulu.
a. konsentrasi H+ 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)
dengan:
x = valensi asam
M = konsentrasi asam
Seperti yang telah dijelaskan pada Teori Asam basa bahwa yang disebut valensi asam adalah Jumlah ion H+ yang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam. Contohnya HCl memiliki valensi asam 1, H2SO4 valensi asamnya 2.
b. konsentrasi H+ Asam Lemah
Asam lemah yaitu senyawa asam yang dalam larutannya hanya sedikit terionisasi menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi asam lemah merupakan reaksi kesetimbangan.
Secara umum, ionisasi asam lemah valensi satu dapat dirumuskan sebagai berikut.
HA(aq) «H+(aq) + A–(aq)
karena pada asam lemah [H+] = [A–],
maka persamaan di atas dapat ditulis menjadi:
dengan
Ka = tetapan ionisasi asam
Makin kuat asam maka reaksi kesetimbangan asam makin condong ke kanan, akibatnya Ka bertambah besar. Harga Ka merupakan ukuran kekuatan asam, makin besar Ka makin kuat asam.
Konsentrasi ion H+ asam lemah juga dapat dihitung jika derajat ionisasinya (α) diketahui. Hubungan konsentrasi ion H+, konsentrasi asam, dan derajat ionisasi adalah sebagai berikut:
Semakin besar konsentrasi ion H+ maka semakin kecil pH larutannya. Karena pH dan konsentrasi ion H+ dihubungkan dengan tanda negatif.
larutan yang nilai pH-nya berbeda sebesar n mempunyai perbedaan ion H+ sebesar 10n karena bilangan dasar logaritma adalah 10.
Contoh:
Jika konsentrasi ion H+ = 0,01 M, maka pH = – log 0,01 = 2
Jika konsentrasi ion H+ = 0,001 M (10 kali lebih kecil) maka pH = – log 0,001 = 3 (naik 1 satuan)
3. Menghitung pH larutan Basa
Besarnya [OH-] dalam suatu larutan merupakan salah satu ukuran untuk menentukan tingkat kebasaan suatu larutan.
Langkah-langkah yang dapat ditempuh untuk menentukan pH larutan basa adalah sebagai berikut:
a. Mengklasifikasikan senyawa tersebut termasuk basa kuat atau lemah.
b. Menghitung konsentrasi ion OH- dalam larutan.
c. Menghitung pOH larutan basa
d. Setelah berhasil menghitung pOH, pH larutan basa dapat dengan mudah ditentukan.
Menghitung Konsentrasi OH- 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)
atau
dengan:
x = valensi basa
M = konsentrasi basa
Menghitung Konsentrasi OH- 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)
Berdasarkan persamaan di atas, karena pada basa lemah [M+] = [OH–],
maka persamaan di atas dapat diubah menjadi:
dengan:
Kb = tetapan ionisasi basa
Konsentrasi ion OH– basa lemah juga dapat dihitung jika derajat ionisasinya (α) diketahui.
Rumus menghitung konsentrasi OH- yang digunakan tergantung dari data yang diketahui.
Harga Kb merupakan ukuran kekuatan basa, makin besar Kb makin kuat basa. Makin kuat basa maka reaksi kesetimbangan basa makin condong ke kanan, akibatnya Kb bertambah besar.
Jika konsentrasi OH- sudah diketahui , pOH dapat dihitung dengan rumus:
pOH = – log [OH–]
Sedangkan hubungan antara pH dan pOH adalah
pKw = pH + pOH
Pada suhu 25 ºC, pKw = pH + pOH = 14.
Sehingga besarnya pH larutan basa dapat ditentukan dengan
pH= 14 - pOH
Dari uraian di atas dapat kita simpulkan bahwa:
a. Larutan bersifat netral jika [H+] = [OH–] atau pH = pOH = 7.
b. Larutan bersifat asam jika [H+] > [OH–] atau pH < 7.
c. Larutan bersifat basa jika [H+] < [OH–] atau pH > 7.
B. Pengukuran pH Larutan
Untuk menentukan pH suatu larutan dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain sebagai berikut.
1. Menggunakan Beberapa Indikator
Indikator adalah asam organik lemah atau basa organik lemah yang dapat berubah warna pada rentang harga pH tertentu. Harga pH suatu larutan dapat diperkirakan dengan menggunakan trayek pH indikator. Yang dimaksud dengan trayek indikator adalah rentang perubahan warna larutan 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.
2. Menggunakan Kertas Indikator Universal
 |
| Kertas Indikator Universal |
Alat yang sering digunakan dalam laboratorium adalah kertas indikator universal dan pH meter. Penggunaan kertas indikator universal dilakukan dengan meneteskan larutan yang akan diukur pH-nya. Kemudian warna yang timbul pada kertas indikator dibandingkan dengan suatu kode warna untuk menentukan pH larutan tersebut
3. Menggunakan pH–meter
 |
| pH–meter *www.conrad.com |
Alat pengukur pH dengan ketelitian yang tinggi adalah pH–meter. pH meter adalah suatu sel elektrokimia yang memberikan nilai pH dengan ketelitian tinggi. Pada pH meter terdapat suatu elektrode yang sangat sensitif terhadap molaritas ion H+ dalam larutan. Sebelum digunakan, pH meter dikalibrasi terlebih dahulu dengan larutan standar yang sudah diketahui pH-nya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar