Uraian Materi 2

b. Hidrolisis pada Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah

Sumber: amazine.com

Gambar 3. Kristal garam amonium klorida

NH₄Cl (Amonium Klorida) merupakan salah satu garam yang terbentuk dari asam kuat dan basa lemah. Berdasarkan Percobaan 1, berapakah pH larutan NH₄Cl 0,1 M yang Anda peroleh? pH=........, sifat =................. Mengapa larutan NH₄Cl 0,1M dapat bersifat asam? Ketika garam tersebut dilarutkan di dalam air, terjadi kesetimbangan berikut:

Gambar 3. Model susunan partikel dalam larutan garam NH₄Cl

Senyawa NH₄OH lebih cenderung membentuk molekul, sedangkan senyawa HCl akan lebih cenderung membentuk ion-ionnya. Sehingga dalam larutan tersebut [H⁺] > [OH^-], hal ini terjadi karena OH^– dari H₂O membentuk molekul NH₄OH sedangkan H+ tidak membentuk molekul. Selanjutnya NH₄⁺ (kation yang berasal dari spesi basa lemah) terhidrolisis oleh air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

 

Hidrolisis kation yang berasal dari basa lemah menghasilkan ion H+, sedangkan anion Cl- (berasal dari spesi asam kuat) tidak terhidrolisis oleh air. Akibatnya, konsentrasi ion H+ menjadi lebih tinggi dibandingkan konsentrasi ion OH-. Dengan demikian, larutan garam tersebut mengalami hidrolisis sebagian (hanya kation saja). Larutan garam tersebut bersifat asam dan memiliki pH < 7.

Menentukan pH Larutan Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah:

NH₄⁺ (kation yang berasal dari spesi basa lemah) terhidrolisis oleh air.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Selanjutnya harga tetapan hidrolisis (Kh) dapat dikaitkan dengan tetapan ionisasi basa lemah (Kb) dan tetapan kesetimbangan air (Kw). Jika konsentrasi NH₄⁺ mula-mula sebesar M, dan konsentrasi terhidrolisis sebesar α, maka konsentrasi semua komponen dalam Persamaan 1 adalah:

Sehingga jika dihubungkan dengan persamaan 2 akan menjadi:

pH = -log 

Keterangan:

Kw                              : tetapan kesetimbangan air (1.10-14)

Kb                               : tetapan ionisasi basa lemah

[asam konjugasi]         : konsentrasi asam konjugasi

c. Hidrolisis pada Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat

Larutan garam Natrium Asetat (CH₃COONa) merupakan garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa kuat, dan bersifat basa. Bagaimana larutan tersebut bisa bersifat basa?

Jika CH3COONa dilarutkan dalam air, akan terjadi kesetimbangan berikut: 

Senyawa CH₃COOH lebih cenderung membentuk molekul, sedangkan senyawa NaOH akan lebih cenderung membentuk ion-ionnya. Sehingga dalam larutan tersebut [H⁺] < [OH^-], hal ini terjadi karena H⁺ dari H₂O membentuk CH₃COOH sedangkan OH^- tidak membentuk molekul. Selanjutnya CH₃COO^- (anion yang berasal dari spesi asam lemah) terhidrolisis oleh air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Hidrolisis anion yang berasal dari asam lemah menghasilkan ion OH^-,sedangkan kation Na⁺ (berasal dari spesi basa kuat) tidak terhidrolisis oleh air. Akibatnya, konsentrasi ion H⁺ menjadi lebih sedikit dibandingkan konsentrasi ion OH^-. Dengan demikian, larutan garam tersebut mengalami hidrolisis sebagian (hanya anion saja). Larutan garam tersebut bersifat basa dan memiliki pH > 7.

Menentukan pH Larutan Garam

Dari persamaan 7 tersebut dapat ditentukan tetapan kesetimbangannya yaitu:

Selanjutnya harga tetapan hidrolisis (Kh) dapat dikaitkan dengan tetapan ionisasi asam lemah (Ka) dan tetapan kesetimbangan air (Kw). Jika konsentrasi CH₃COO^- mula-mula sebesar M dan hidrolisis sebesar α, maka konsentrasi semua komponen dalam persamaan 7 adalah:

Karena nilai α sangat kecil, maka besarnya α pada M-α diabaikan, sehingga untuk M-α = M. Besarnya konsentrasi CH₃COOH dan OH^- adalah sama, maka persamaan tetapan hidrolisis dapat ditulis:

Ingat kembali tetapan asam lemah pada kesetimbangan asam lemah Natrium Asetat:

Sehingga jika dihubungkan dengan persamaan 8 akan menjadi:

Kh = 1 / Ka x Kw (lihat kembali persamaan 10)

Sehingga untuk garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat dapat dirumuskan harga tetapan hidrolisis Kh sebagai berikut:

Konsentrasi OH^- dapat ditentukan berdasarkan Persamaan (9) dan (11):

Keterangan:

Kw                              : tetapan kesetimbangan air (1.10-14)

Ka                               : tetapan ionisasi asam lemah

[basa konjugasi]          : konsentrasi basa konjugasi

 

Untuk menguatkan pemahaman Anda tentang Hidrolsis Garam dan pH Larutannya, Simaklah video yang disajikan pada blog atau langsung mengakses alamat https://youtu.be/6Mp6S0qatzA.

 

 

Example Problem 3:

Berapakah pH dari 200 mL larutan barium asetat 0,1 M? (Ka CH₃COOH = 2.10^-5)

Solution:

Larutan barium asetat terbentuk dari campuran basa kuat (Ba(OH)2) dengan asam lemah (CH3COOH). Dengan demikian, larutan garam tersebut mengalami hidrolisis parsial dan bersifat basa.

Ion yang terhidrolisis adalah ion CH₃COO^-. Konsentrasi ion CH₃COO^- adalah 0,2 M. Dengan demikian, pH larutan garam dapat diperoleh melalui persamaan berikut:

  [OH] = 10^-5 M

pOH  = log 10^-5 M

pOH  = 5

Dengan demikian, pOH larutan adalah 5. Jadi, pH larutan garam tersebut adalah 9 (bersifat basa).

       d. Hidrolisis pada Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

Berbeda dengan ketiga jenis garam yang telah dijelaskan sebelumnya, garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah jika dilarutkan dalam air akan mengalami hidrolisis total. Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, misalnya CH₃COONH₄, maka sifat larutan garam tersebut tergantung derajat keasamaan (Ka dan Kb) dari asam dan basa pembentuknya. Bagaimana cara menentukan sifat larutannya?

Baik kation dari basa lemah maupun anion dari asam lemah dapat mengalami hidrolisis. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Ternyata, hidrolisis kedua ion tersebut menghasilkan ion H⁺ maupun ion OH^-. Dengan demikian, larutan garam tersebut mengalami hidrolisis total (sempurna). Sifat larutan yang dihasilkan bergantung pada perbandingan kekuatan asam lemah (Ka) terhadap kekuatan basa lemah (Kb). Ada tiga kemungkinan perbandingan nilai Ka terhadap Kb:

a)      Ka > Kb   :    sifat asam lebih mendominasi; larutan garam bersifat asam; pH larutan garam kurang dari 7.

b)     Ka = Kb :     sifat asam maupun basa sama-sama mendominasi; larutan garam bersifat netral; pH larutan garam sama dengan 7.

c)      Ka < Kb :     sifat basa lebih mendominasi; larutan garam bersifat basa; pH larutan garam lebih dari 7.

Sekarang perhatikan kembali tetapan Ka dan Kb yang diperoleh pada persamaan 4 dan 10. Jika kedua persamaan tersebut dihubungkan dengan tetapan kesetimbangan air (Kw), maka tetapan hidrolisis untuk garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah dirumuskan:

Untuk perhitungan pH, perhatikan kembali reaksi berikut:

Problem example 4:

Hitunglah pH larutan NH₄CN 2,00 M (Ka HCN = 4,9.10^-10 dan Kb NH₄OH = 1,8.10^-5)

Solution:

Larutan amonium sianida terbentuk dari campuran basa lemah (NH₄OH) dengan asam lemah (HCN). Dengan demikian, larutan garam tersebut mengalami hidrolisis total.

Untuk mempelajari contoh dan pembahasan soal lebih lanjut, silahkan Anda buka pada 

"CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN"

                                                                                

Untuk menguatkan pemahaman Anda tentang Hidrolsis Garam dan pH Larutannya, Simaklah video yang disajikan pada blog atau langsung mengakses alamaturl:

https://youtu.be/6Mp6S0qatzA