Bagaimana derajat keasaman larutan garam? Sobat Materi Kimia SMA pasti sudah dapat memperkirakannya, hal tersebut tergantung dari asam atau basa pembentuknya. Semua garam yang larut dalam air akan terurai membentuk ionionnya. Karena ion-ion garam dalam air ada yang terhidrolisis maka pelarutan garam-garam di dalam air dapat mengubah pH larutan menjadi bersifat asam atau basa.
Jika anion seperti Cl– dan NO3– berada di dalam air, anion-anion tersebut tidak akan menarik H+ dari molekul air sehingga tidak mengubah pH larutan garam. Anion seperti itu hanya terhidrasi.
Kation seperti K+ dan Na+ merupakan asam konjugat dari basa kuat. Kation seperti ini juga tidak memiliki kemampuan menarik gugus OH– dari air sehingga tidak mengubah pH larutan.
Ion-ion garam yang berasal dari basa kuat dan asam kuat tidak mengubah konsentrasi ion H+ dan OH– hasil ionisasi air. Jadi, garam tersebut bersifat netral di dalam larutan atau memiliki pH = 7.
Ion CH3COO– merupakan basa konjugat dari asam lemah atau basa yang lebih kuat dari air sehingga CH3COO– dapat menarik proton dari molekul air menghasilkan CH3COOH dan OH–. Akibatnya, larutan menjadi basa. Reaksi ion asetat dan air membentuk kesetimbangan, persamaan reaksinya:
Bagaimanakah menentukan nilai Kb dari ion asetat (Kb CH3COO–)?
Hal ini dapat ditentukan dari hubungan Ka, Kb, dan Kw. Jika persamaan Ka asam asetat dikalikan dengan persamaan Kb, ion asetat akan menghasilkan nilai Kw. Penentuan nilai Kb di atas sebagai berikut.
Jadi, untuk setiap pasangan asam lemah dan basa konjugatnya terdapat hubungan Ka, Kb, dan Kw:
Jadi, nilai Kb untuk ion asetat sebesar 5,6 × 10–10.
Dengan demikian, untuk setiap garam yang mengandung kation dari basa kuat (seperti, Na+ atau K+) dan anion dari asam lemah akan membentuk larutan bersifat basa. Nilai pH dari larutan garam yang anionnya terhidrolisis dapat ditentukan berdasarkan nilai Kb basa konjugat dan konsentrasi ion-ion dalam sistem kesetimbangan.
Contoh: Hitunglah pH larutan NaF 0,3 M. Diketahui nilai Ka HF = 2 × 10–4.
Jawab: Spesi utama dalam larutan: Na+, F–, H2O. Karena F– basa konjugat dari asam lemah HF maka F– merupakan basa yang lebih kuat dari air sehingga dapat bereaksi dengan air. Persamaannya sebagai berikut.
Nilai Kb dapat dihitung dari Kw dan Ka(HF):
Konsentrasi pada kesetimbangan adalah:
x ≈ 2 ×10–6
Catatan:
Nilai x sangat kecil dibandingkan 0,3 maka x dapat diabaikan dalam penyebut.
Dengan demikian, [OH–] = x = 2 ×10–6 M atau pOH = 5,69
pH = 14 – pOH = 8,31 ; Jadi, larutan bersifat basa.
Ion Cl– tidak memiliki afinitas terhadap proton, melainkan hanya terhidrasi sehingga tidak mengubah pH larutan. Ion Li+ adalah asam konjugat dari basa lemah sehingga tingkat keasamannya lebih kuat daripada H2O. Oleh karena itu, asam tersebut dapat bereaksi dengan air menghasilkan proton. Persamaannya:
Umumnya, garam-garam yang kationnya merupakan asam konjugat dari basa lemah akan membentuk larutan yang bersifat asam. Nilai pH dari larutan garam seperti ini dapat dihitung berdasarkan tetapan kesetimbangan asam konjugatnya (dengan cara yang sama seperti perhitungan pH larutan garam bersifat basa).
Sobat dapat memperkirakan apakah larutan akan bersifat asam, basa, atau netral dengan cara membandingkan nilai Ka untuk ion asam konjugat terhadap nilai Kb dari ion basa konjugat. Jika nilai Ka lebih besar dari nilai Kb, larutan akan bersifat asam. Sebaliknya, jika nilai Kb lebih besar dari nilai Ka, larutan akan bersifat basa. Jika nilai Ka dan nilai Kb sama, larutan bersifat netral.
Ka > Kb ; maka pH < 7 (asam)
Kb > Ka ; maka pH > 7 ( basa)
Ka = Kb ; maka pH = 7 (netral)
Materi kimia kelas XI selanjutnya yang akan sobat pelajari yaitu larutan penyangga
a. Larutan Garam Bersifat Netral
Basa konjugat dari asam kuat tidak memiliki kemampuan menarik proton dari molekul air. Basa konjugat seperti ini merupakan basa-basa yang lebih lemah dari molekul air.Jika anion seperti Cl– dan NO3– berada di dalam air, anion-anion tersebut tidak akan menarik H+ dari molekul air sehingga tidak mengubah pH larutan garam. Anion seperti itu hanya terhidrasi.
Kation seperti K+ dan Na+ merupakan asam konjugat dari basa kuat. Kation seperti ini juga tidak memiliki kemampuan menarik gugus OH– dari air sehingga tidak mengubah pH larutan.
Ion-ion garam yang berasal dari basa kuat dan asam kuat tidak mengubah konsentrasi ion H+ dan OH– hasil ionisasi air. Jadi, garam tersebut bersifat netral di dalam larutan atau memiliki pH = 7.
b. Larutan Garam Bersifat Basa
Dalam larutan CH3COONa, spesi utamanya adalah ion Na+, ion CH3COO–, dan molekul H2O. Ion Na+ adalah asam konjugat yang lebih lemah dari air sehingga tidak dapat menarik gugus OH– dari air, tentunya tidak mengubah pH larutan.Ion CH3COO– merupakan basa konjugat dari asam lemah atau basa yang lebih kuat dari air sehingga CH3COO– dapat menarik proton dari molekul air menghasilkan CH3COOH dan OH–. Akibatnya, larutan menjadi basa. Reaksi ion asetat dan air membentuk kesetimbangan, persamaan reaksinya:
Bagaimanakah menentukan nilai Kb dari ion asetat (Kb CH3COO–)?
Hal ini dapat ditentukan dari hubungan Ka, Kb, dan Kw. Jika persamaan Ka asam asetat dikalikan dengan persamaan Kb, ion asetat akan menghasilkan nilai Kw. Penentuan nilai Kb di atas sebagai berikut.
Jadi, untuk setiap pasangan asam lemah dan basa konjugatnya terdapat hubungan Ka, Kb, dan Kw:
Kw = Ka(asam lemah) × Kb(basa konjugatnya)
Dengan kata lain, jika Ka atau Kw diketahui maka nilai tetapan Kb dapat ditentukan. Tetapan kesetimbangan untuk ion asetat adalah:Jadi, nilai Kb untuk ion asetat sebesar 5,6 × 10–10.
Dengan demikian, untuk setiap garam yang mengandung kation dari basa kuat (seperti, Na+ atau K+) dan anion dari asam lemah akan membentuk larutan bersifat basa. Nilai pH dari larutan garam yang anionnya terhidrolisis dapat ditentukan berdasarkan nilai Kb basa konjugat dan konsentrasi ion-ion dalam sistem kesetimbangan.
Contoh: Hitunglah pH larutan NaF 0,3 M. Diketahui nilai Ka HF = 2 × 10–4.
Jawab: Spesi utama dalam larutan: Na+, F–, H2O. Karena F– basa konjugat dari asam lemah HF maka F– merupakan basa yang lebih kuat dari air sehingga dapat bereaksi dengan air. Persamaannya sebagai berikut.
Nilai Kb dapat dihitung dari Kw dan Ka(HF):
Konsentrasi pada kesetimbangan adalah:
x ≈ 2 ×10–6
Catatan:
Nilai x sangat kecil dibandingkan 0,3 maka x dapat diabaikan dalam penyebut.
Dengan demikian, [OH–] = x = 2 ×10–6 M atau pOH = 5,69
pH = 14 – pOH = 8,31 ; Jadi, larutan bersifat basa.
c. Larutan Garam Bersifat Asam
Beberapa garam menghasilkan larutan asam ketika dilarutkan dalam air. Misalnya, jika garam LiCl dilarutkan dalam air, akan terbentuk ion Li+ dan Cl–.Ion Cl– tidak memiliki afinitas terhadap proton, melainkan hanya terhidrasi sehingga tidak mengubah pH larutan. Ion Li+ adalah asam konjugat dari basa lemah sehingga tingkat keasamannya lebih kuat daripada H2O. Oleh karena itu, asam tersebut dapat bereaksi dengan air menghasilkan proton. Persamaannya:
Umumnya, garam-garam yang kationnya merupakan asam konjugat dari basa lemah akan membentuk larutan yang bersifat asam. Nilai pH dari larutan garam seperti ini dapat dihitung berdasarkan tetapan kesetimbangan asam konjugatnya (dengan cara yang sama seperti perhitungan pH larutan garam bersifat basa).
d. Larutan Garam Terhidrolisis Total
Selain garam-garam yang telah disebutkan sebelumnya, masih terdapat garam yang kedua ionnya memengaruhi pH larutan, seperti CH3COONH4 dan NH4CN. Garam-garam tersebut di dalam air akan terurai membentuk ion-ion yang keduanya terhidrolisis. Oleh karena perhitungan untuk masalah ini sangat kompleks maka di sini hanya akan ditinjau secara kualitatif.Sobat dapat memperkirakan apakah larutan akan bersifat asam, basa, atau netral dengan cara membandingkan nilai Ka untuk ion asam konjugat terhadap nilai Kb dari ion basa konjugat. Jika nilai Ka lebih besar dari nilai Kb, larutan akan bersifat asam. Sebaliknya, jika nilai Kb lebih besar dari nilai Ka, larutan akan bersifat basa. Jika nilai Ka dan nilai Kb sama, larutan bersifat netral.
Ka > Kb ; maka pH < 7 (asam)
Kb > Ka ; maka pH > 7 ( basa)
Ka = Kb ; maka pH = 7 (netral)
Materi kimia kelas XI selanjutnya yang akan sobat pelajari yaitu larutan penyangga
