pH ASAM LEMAH DAN BASA LEMAH—LARUTAN ASAM-BASA

A. pH

pH (power of hydrogen) digunakan untuk mengukur keasaman suatu zat kimia, yang ditemukan oleh Soren Peter Lauritz Sorensen. Nilai pH terbentang dari 0 hingga 14, namun ada pH yang berada di bawah nol dan lebih tinggi dari 14 yang disebut pH ekstrim. Nah, dalam perhitungan pH diingat kembali konsep logaritma di matematika. Berikut rumus pH:

RUMUS UMUM MENGHITUNG pH

Rentang pH terbagi atas 3, yaitu:

1. pH < 7 = termasuk pH asam (asam kuat dan lemah)
2. pH = 7 = termasuk pH netral (garam bersifat kuat dari asam kuat dan basa kuat)
3. pH > 7 = termasuk pH basa (basa kuat dan lemah)

B. pOH

pOH digunakan untuk mengukur kebasaan suatu zat yang bersifat basa. Nah, dalam perhitungan asam-basa, pOH jarang sekali (bahkan sangat jarang) untuk ditentukan kebasaan zatnya. Maka dari itu, kebasaan suatu zat kimia yang bersifat basa, pOH harus diubah ke pH. 

RUMUS UMUM MENGHITUNG pOH

HUBUNGAN pH DENGAN pOH

C. Kw

Kw adalah tetapan kesetimbangan air, yaitu besar konsentrasinya sebesar 10^-14 (^ = pangkat), atau jika dalam pKw sebesar 14. Konsep Kw didapatkan dari daya hantar listrik pelarut air yang begitu besar karena sebagian kecil terionisasi menjadi ion H+ dan OH- berdasarkan reaksi berikut.

H2O (l)  ⇆  H+ (aq)  +  OH- (aq)

Nah, tetapan kesetimbangan (Kc) ionisasi air pada reaksi di atas sama dengan tetapan kesetimbangan air (Kw) seperti pada gambar di bawah:

PENGARUH Kc TERHADAP Kw

Konsep dari Kw ini mengacu pada pergeseran kesetimbangan kimia, yaitu:

• Apabila ditambahkan suatu zat asam (ambil saja ion H+), maka konsentrasi asam tsb akan bertambah, namun nilai Kw tetap 10^-14 karena berdasarkan reaksi di atas kesetimbangan akan bergeser ke kiri yang menyebabkan pengurangan [OH-], atau dengan kata lain [H+] bertambah dan [OH-] berkurang alias saling menyimbangi nilai Kw
• Begitu juga dengan penambahan zat basa (ambil saja ion OH-), maka konsentrasi basa tsb bertambah, nilai Kw-nya tetap karena kesetimbangan bergeser ke kiri juga, menyebabkan pengurangan [H+]

Dua konsep di atas bisa diperluas lagi berdasarkan gambar di bawah ini:

HUBUNGAN [H+] DENGAN [OH-}

D. Ka dan Kb

• Ka adalah tetapan ionisasi asam yang berfungsi dalam menghitung [H+] dalam pH asam lemah. 
• Kb adalah tetapan ionisasi basa yang berfungsi dalam menghitung [OH-] dalam pH basa lemah

E. Derajat ionisasi

ASAM CUKA (CH3COOH), SALAH SATU CONTOH ASAM LEMAH

Derajat ionisasi adalah kemampuan suatu senyawa kimia untuk mengalami ionisasi berdasarkan perbandingan antara jumlah zat yang terionisasi dengan jumlah zat yang dilarutkan. Dalam kelompok asam-basa, derajat ionisasi untuk:

• Asam kuat dan basa kuat mengalami ionisasi sempurna (α = 1) dan tidak mengalami reaksi kesetimbangan (tanda reaksi kesetimbangan = ⇆ )
• Semakin besar Ka, maka semakin kuat asam tersebut
• Asam lemah dan basa lemah terionisasi sebagian (0 < α < 1) dan mengalami reaksi kesetimbangan (tanda reaksi kesetimbangan = ⇆)
• Semakin besar Kb, maka semakin kuat basa tersebut

Di bawah ini adalah rumus derajat ionisasi, dengan kembali mengingat konsep MBS (Mula-mula, Bereaksi, Sisa):

RUMUS DERAJAT IONISASI (α)

F. Hubungan derajat ionisasi dengan Ka dan Kb

Dejarat ionisasi memiliki hubungan dengan tetapan kesetimbangan asam-basa, yang berguna untuk mencari nilai pH suatu zat kimi. Di bawah ini adalah hubungan ketiganya:

HUBUNGAN DERAJAT IONISASI DENGAN Ka atau Kb

G. Perhitungan pH asam lemah dan basa lemah

Untuk menghitung pH asam lemah dan basa lemah, diperlukan tetapan kesetimbangan (Ka atau Kb) terutama sekali. Di bawah ini adalah rumusnya:

RUMUS [H+] ASAM LEMAH

RUMUS [OH-] BASA LEMAH

H. Molaritas total

Molaritas total adalah pencampuran berbagai zat kimia dalam satu wadah yang ditentukan molaritas keseluruhannya berdasarkan rumus berikut.

RUMUS MOLARITAS TOTAL

I. Pengenceran

Pengenceran adalah percobaan kimia yang bertujuan untuk mengurangi konsentrasi zat terlarut suatu zat dengan menambahkan suatu pelarut sambil mengeluarkan panas agar diperoleh volume akhir yang lebih besar. Di bawah ini adalah rumus pengenceran:

RUMUS PENGENCERAN

Di dalam pengenceran asam lemah dan basa lemah, tidak berlaku:

• Jika pH naik 1, maka diencerkan 10 kali
• Jika pH naik 2, maka diencerkan 100 kali
• Kesimpulan bahwa, setiap kenaikan pH tidak ditentukan kadar berapa kali diencerkan karena pengaruh dari tetapan kesetimbangan (Ka atau Kb)

CONTOH SOAL: 

1. Tabel di bawah ini memperlihatkan harga Ka untuk tiga jenis asam lemah bervalensi satu.
   
   Berdasarkan data tersebut, urutan kekuatan asam dari yang terlemah ditunjukkan oleh nomor …
   A. 1), 2), 3)
   B. 1), 3), 2)
   C. 2), 1), 3)
   D. 3), 1), 2)
   E. 3), 2), 1)
   –> Pembahasan: Semakin kecil nilai Ka, maka semakin lemah asam tersebut.
2. Harga derajat ionisasi suatu asam lemah dengan konsentrasi 0,01 M ber-pH 3 adalah …
   A. 0,05
   B. 0,10
   C. 0,15
   D. 0,20
   E. 0,25
   –> Pembahasan:
   
3. Larutan HCN 0,01 M memiliki pH = 4. Harga tetapan ionisasi asam tersebut adalah …
   A. 5 x 10^-6
   B. 2 x 10^-6
   C. 10^-6
   D. 5 x 10^-7
   E. 10^-7
   –> Pembahasan:
   
4. Suatu basa lemah NH4OH mempunyai konsentrasi 0,5 M dan terionisasi sebanyak 10%. Harga pOH dan pH secara berturut-turut adalah …
   A. 1 – log 2 dan 13 + log 2
   B. 2 – log 5 dan 12 + log 5
   C. 3 – log 4 dan 11 + log 4
   D. 4 – log 6 dan 10 + log 6
   E. 5 – log 3 dan 9 + log 3
   –> Pembahasan:
   
5. Larutan HClO4 0,001 M memiliki pH sama dengan pH larutan asam asetat. Jika Ka asam asetat adalah 10^-6, konsentrasi asam asetat tersebut adalah … M
   A. 0,001
   B. 0,01
   C. 0,1
   D. 1
   E. 10
   –> Pembahasan:
   
6. Jumlah molekul asam format (HCOOH) yang diperlukan untuk membuat 250 mL larutan asam format dengan pH = 3 adalah … (Ka = 2 x 10^-4)
   A. 6 x 10^24
   B. 7,5 x 10^23
   C. 6 x 10^22
   D. 7,5 x 10^20
   E. 6 x 10^20
   –> Pembahasan:
   
7. Larutan asam sitrat (Ka = 1,8 x 10^-5) akan mengalami perubahan pH dari 4 menjadi 5 jika diencerkan … kali
   A. 10
   B. 20
   C. 50
   D. 100
   E. 200
   –> Pembahasan:
   
8. Sebanyak 300 mL asam sianida (HCN) 0,5 M ditambahkan 500 mL asam yang sama dengan konsentrasi 0,25 M, kemudian ditambah 200 mL air. Konsentrasi asam menjadi … M
   A. 0,1
   B. 0,15
   C. 0,25
   D. 0,275
   E. 0,375
   –> Pembahasan:
   
9. Sebanyak 10 mL larutan asam asetat dengan pH = 3 dicampurkan dengan 90 mL air. Berapakah pH larutan asam asetat itu sekarang? (Ka = 10^-5)
   A. 2
   B. 2,5
   C. 3
   D. 3,5
   E. 4
   –> Pembahasan:
   
10. Hidrazin (N2H4) terion menurut persamaan N2H4 (aq)  +  H2O(l)  –>  N2H5+ (aq)  +  OH-(aq). Jika pada suhu tertentu, Kb N2H4 = 1,6 x  10^-6 dan Kw = 10^-14, maka konsentrasi [H+] dalam larutan hidrazin 0,1 M adalah …
    A. 2,5 x 10^-12
    B. 2,5 x 10^-11
    C. 1,6 x  10^-7
    D. 4 x 10^-4
    E. 4 x 10^-3
    –> Pembahasan:
    
11. Harga Ka asam asetat = 1 x 10^-5 dan Ka fenol = 1 x 10^-10. Pernyatan manakah yang dapat diturunkan dari informasi itu?
    A. Larutan asam asetat 0,2 M mempunyai pH yang sama dengan larutan fenol 0,1 M
    B. Fenol adalah asam yang lebih kuat daripada asam aseat
    C. Harga pKa fenol lebih besar pKa asam asetat
    D. Larutan fenol 0,1 M mempunyai pH lebih besar dari 7
    E. Fenol lebih mudah larut dalam air daripada asam asetat
    –> Pembahasan:
    
12. Sebanyak 100 mL larutan basa lemah LOH dengan pH = 10 diencerkan hingga volume 1000 mL. Harga pH larutan tersebut setelah diencerkan adalah … (Kb = 10^-5)
    A. 9,5
    B. 9
    C. 8,5
    D. 8
    E. 7,5
    –> Pembahasan:
    

LANJUT: pH ASAM POLIVALEN—LARUTAN ASAM-BASA