SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLIT

DISSOSIASI ELEKTROLIT

ZAT TERLARUTMEMILIKI KEMAMPUAN

MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK

ELEKTROLITLEMAH

ELEKTROLITKUAT

NONELEKTROLIT

KONDUKTIVITAS LISTRIKNYASANGAT RENDAH, SEHINGGA

TIDAK TERDAPAT ION DALAM LARUTAN

ZAT TERLARUT SEBAGIAN KECIL BERDISSOSIASI DAN SEBAGIANBESAR BELUM TERDISSOSIASI

TERDISSOSIASI SEMPURNA α = 1

CATATAN:AIR MERUPAKAN PENGHANTAR ARUS YG BURUK (NON KONDUKTOR), SE-HINGGA PENAMBAHAN ZAT TERLARUT TERTENTU KE DLM AIR DAPAT MEMBENTUK SUATU LARUTAN YG DAPAT MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK DENGAN BAIK

Non elektrolit Elektrolit kuat Elektrolit lemah

H2O (Air) NaCl HCl HCHO2-asam format

C2H5OH-etanol MgCl2 HBr HC2H3O2-asam asetat

C6H12O6-glukosa KBr HI HClO-asam hipokhlorit

C12H22O11-sukrosa

KClO4 HNO3 HNO2-asam nitrit

CO(NH2)2-urea CuSO4 H2SO4 H2SO3-asam sulfit

C2H6O2-etil-glikol

Al2(SO4)3 HClO4 NH3-amoniak

C3H8O3-gliserol LiNO3 lainnya C6H5NH2

SIFAT ELEKTROLIT BEBERAPA JENIS LARUTAN DLM AIR

Faktor Van’t Hoff• i = 1 + (n-1) α

• dengan n = jumlah ion dan• α = derajat ionisasi.

• % ionisasi elektrolit – elektrolit lemah

elektrolit non anpenghitungf

pengukuranf

Δt

Δt : Hofft Van' faktor i

ada yang asam moliterionisas asam mol

%ionisasiKΔt

mf

SKL Elektrolit

• Memperkirakan sifat koligatif pada larutan elektolit.

• Interaksi ion-ion dalam larutan cairan. • Untuk Larutan elektrolit terdapat

penyimpangan dari hukum raoult sehingga perlu dilakukan faktor koreksi terhadap persamaan tersebut dengan mengalikan (i) faktor Van’t Hoff terhadap persamaan tersebut.

SKL Elektrolit

• Penurunan tekanan uap

Plarutan = Xpelarut . Popelarut (i)

• Kenaikan titik didih

(∆Tb) ∆Tb = m .Kb (i)

• Penurunan titik beku

(∆Tf) ∆Tf = m .Kf (i)

• Tekanan Osmitik

(π) π = M R T (i)

Contoh• Sebanyak 2.45 gram asam sulfat (Mr = 98)

dilarutkan dalam 250 gram air. Jika Kb = 0.5 titik didih larutan asam sulfat tersebut adalah ......

• Agar menghasilkan larutan yang membeku pada suhu – 3,60 C ke dalam 0.5 Kg air (Kf = 1.8) harus di larutkan garam dapur NaCl (s) Mr = 58.5 sebanyak......

• Sebanyak 2 gram NaOH (Mr=40) dilarutkan dalam air hingga volume larutan 500 mL pada suhu 270 C tekanan osmotik larutan tersebut adalah....R=0.08

ASAM DAN BASA

1 TEORI ASAM BASA

2 TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN

ASAM DAN BASA

3 KONSENTRASI ION H+ DAN pH

4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH)

5 CAMPURAN PENAHAN

6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN

PENAHAN

BUNGA MAWAR

ASAM : MERAH

BASA : KUNING

1 TEORI ASAM BASA

Teori Arrhenius Dasar teorinya adalah pengionan dalam airdikatakan asam jika melepaskan ion H+

contohnya: HCl, H2SO4, H2CO3, H3PO4

HCl + H2O H3O+ + Cl

dikatakan basa jika melepaskan ion OH-

contohnya: NaOH,KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2

NaOH + H2O Na+ + OH- + H2O

Teori Brownsted LowryDasar teorinya adalah pertukaran proton (H+)

dikatakan asam jika sebagai donor proton (H+) dan basa jika sebagai akseptor proton

H2O + NH3 NH4+ + OH-

psg konjugat

psg konjugat

asam basa asam konjugasi basa konjugasi

Asam kuat: basa konjugasi lemah

Basa kuat: asam konjugasi lemah

Teori LewisDasarnya adalah pemakaian pasangan elektron bebas

dikatakan asam jika menerima pasangan elektron dan basa jika memberikan pasangan elektron

F H F H

F B + N H F B N H

F H F H

asam basa senyawa koordinasi

. .

. .

. .

. .. .. .

. .

. . . .. .

. . . . . .. .

Contoh.1

Tentukanlah asam dan basa pada pasangan/reaksi:

a. HCO3- (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CO3

2- (aq)

b. HCO3- (aq) + H2O (l) H2CO3 (aq) + OH- (aq)

a. HCO3- sebagai asam karena melepaskan proton; H2O sebagai basa

karena menerima proton. CO32- adalah basa konjugasi dari asam

HCO3- dan H3O+ adalah asam konjugasi dari basa H2O

b. HCO3- sebagai basa karena menerima proton; H2O sebagai asam

karena melepaskan proton. H2CO3 adalah asam konjugasi dari basa HCO3

- dan OH- adalah basa konjugasi dari asam H2O

Penyelesaian

2 TETAPAN KESETIMBANGAN PENGIONAN ASAM DAN BASA

• ASAM DAN BASA MONOVALEN

reaksi pengionan asam asetat:

CH3COOH (aq) H+(aq) + CH3COO- (aq)

maka nilai

[H+] [CH3COO-] Ka =

[CH3COOH]

reaksi pengionan amonium hidroksida:

NH4OH (aq) OH-(aq) + NH4

+ (aq)

maka nilai

[OH-] [NH4+]

Kb = [NH4OH]

• ASAM DAN BASA POLIVALEN

asam dan basa polivalen mengion secara bertahap dan tiap tahap memiliki nilai tetapan kesetimbangan sendiri.

Contoh: Asam sulfat

Tahap 1. H2SO4 H+ + HSO4-

[H+] [HSO4-]

dengan Ka1 = = 102

[H2SO4]

Tahap 2. HSO4- H+ + SO4

2-

[H+] [SO42-]

dengan Ka2 = = 10-2

[HSO4-]

Contoh.2

Berdasarkan data pada tabel berapakah nilai Kb untuk ion

CN-, ClO-, dan CH3COO- :

Ka x Kb = Kw, maka Kb = Kw/Ka, jadi untuk ion

CN-; Kb = 10-14/6,17 x 10-10 = 1,5 x 10-5

ClO-; Kb = 10-14/3 x 10-8 = 3,3 x 10-7

CH3COO-; Kb = 10-14/1,76 x 10-5 = 5,5 x 10-10

Penyelesaian

Contoh 3Ka asam asetat adalah 1,76 x 10-5.A. berapakah derajat pengionan asam asetat konsentrasi 0,1 M dan 0,01 MB. berapakah konsentrasi ion H+ pada kedua konsentrasi tersebut dengan memperhatikan α nya

A. Reaksi CH3COOH H+ + CH3COO-

awal 0,1 - -

pengionan -0,1α 0,1α 0,1α

setimbang 0,1(1-α) 0,1α 0,1α

H+][CH3COO-] 0,1α x 0,1α Ka = =

[CH3COOH] 0,1(1-α)

Penyelesaian

A. bila α diabaikan terhadap 1 maka (1-α) = 1, sehingga

1,76x10-5 = 0,1 α2; α = 1,33x10-2

jadi pada konsentrasi 0,1 M: α = 1,33x10-2

dan konsentrasi 0.01 M: α = 4,195x10-2

B. pada konsentrasi 0,1 M;

[H+] = 0,1α = 0,1 x 1,33x10-2 = 1,33x10-3 M

pada konsentrasi 0,01 M;

[H+] = 0,01α = 0,01 x 4,195x10-2 = 4,195x10-4 M

3 KONSENTRASI ION H+ DAN pH

ASAM/BASA KUAT:

pH dapat ditentukan langsung dari nilai konsentrasi (M) asam dan basa tersebut

pH = - log [H+] pOH = - log [OH-]

pH + pOH = 14

ASAM/BASA LEMAH:

Konsentrasi H+ dari asam dan OH- dari basa bergantung pada derajat ionisasi (α) dan tetapan ionisasi (Ka atau Kb)

Nilai Ka menunjukkan kekuatan asam dan Kb kekuatan basa

pH Asam/Basa lemah

Reaksi HA(aq) H+(aq) + A-

(aq)

Awal Ca - -

Mengion -α.Ca α.Ca α.Ca

Setimbang Ca – Ca.α α.Ca α.Ca [H+] [A-] [Ca. α]2 Ca. α2

Ka = = = [HA] [Ca – Ca. α] (1 – α)

Bila nilai α sangat kecil maka Ca (1- α) Ca sehingga:

Ka = [H+]2/ Ca ; [H+] = Ka. Ca

Analog untuk basa lemah:

[OH-] = Kb. Cb

Contoh.4Hitunglah pH larutana. HCl 0,1 M b. NaOH 0,1 Mc. HCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10) d. C6H5COOH (Ka=6,5 x 10-5)e. NH4OH (Kb=1,8 x 10-5)

a. [H+] = [HCl] = 0,1M; pH = -log [0,1] = 1

b. [OH-] = [NaOH] = 0,1M; pH = 14 – pOH = 14 – [-log 0,1] = 13

c. [H+] = Ka.Ca = (4,9 x 10-10) x 0,1 = 7 x 10-6 M

pH = - log 7 x 10-6 = 5,16

d. [H+] = Ka.Ca = (6,5 x 10-5) x 0,1 = 2,55 x 10-3 M

pH = - log 2,55 x 10-3 = 2,60

e. [OH-] = Kb.Cb = (1,8 x 10-5) x 0,1 = 1,34 x 10-3 M

pH = 14 – pOH = 14 – (-log 1,34 x 10-3) = 11,10

Penyelesaian

pH LARUTAN GARAM

• Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dan basa kuat kation/anion garam tak bereaksi dengan air H+ dan OH- di air tetap pH = 7 Contoh: NaCl, NaNO3

• Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa kuat NaCH3COO + H2O CH3COOH + Na+ + OH-

anion garam bereaksi dengan air, kation tidak hidrolisis sebagian pH > 7 [H+] = Kw. Ka/Cg

• Garam yang terbentuk dari reaksi basa lemah dan asam kuat NH4Cl + H2O NH4OH + Cl- + H+

kation garam bereaksi dengan air, anion tidak hidrolisis sebagian pH < 7 [H+] = Kw. Cg/Kb

• Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa lemah NH4CH3COO + H2O NH4OH + CH3COOH

kation dan anion garam bereaksi dengan air hidrolisis sempurna pH = 7, jika Ka = Kb [H+] = Kw. Ka/Kb

pH > 7, jika Ka < Kb

pH < 7, jika Ka > Kb

[H+] = Kw. Ka/Kb

Contoh.5Perkirakan apakah larutan garam berikut ini bersifat netral, asam ataukah basa.A. KCl B. KCN C. NH4I

A. KCl berasal dari asam dan basa kuat maka bersifat netral karena tidak terhidrolisis

B. KCN berasal dari basa kuat dan asam lemah, CN- terhidrolisis menghasilkan OH- sehingga larutan garam bersifat basa

C. NH4I berasal dari basa lemah dan asam kuat, NH4+

terhidrolisis menghasilkan H+ sehingga larutan garam bersifat asam

Penyelesaian

Contoh 7.6

Hitunglah pH larutan

a. KCl 0,1 M b. KCN 0,1 M (Ka=4,9 x 10-10)

c. NH4CN (Kb=1,8 x 10-5)

a. KCl, garam dari asam dan basa kuat maka pH = 7

b. [H+] = Kw.Ka/Cg = 10-14x(4,9x10-10/0,1) = 7x10-12

pH = 11,16

c. [H+] = Kw.Ka/Kb = 10-14x(4,9x10-10/1,8x10-5) = 3,59x10-10

pH = 9,63

Penyelesaian

Contoh 7Hitunglah:a. Ka larutan asam lemah pH 5,2 dengan konsentrasi 0,01Mb. Kb larutan basa lemah pH 9,0 dengan konsentrasi 0,01Mc. Ka asam lemah (HA) jika garam NaA 0,01M pH-nya 8,5d. Kb basa lemah (MOH) jika garam MNO3 0,01M pH-nya 5,3

a. pH = 5,2; [H+] = 10-5,2; Ka = [H+]2/Ca = (10-5,2)2/0,01 = 4x10-9

b. pH = 9,0 maka pOH = 14 – 9 = 5; [OH-] = 10-5

Kb = [OH-]2/Cb = (10-5)2/0,01 = 1x10-8

c. pH = 8,5; [H+] = 10-8,5; Ka = [H+]2.Cg/Kw

= (10-8,5)2 x 0,01/10-14 = 10-5

d. pH = 5,3; [H+] = 10-5,3; Kb = Cg.Kw/[H+]2

= 0,01 x 10-14/(10-5,3)2 = 4x10-6

Penyelesaian

4 INDIKATOR ASAM-BASA (INDIKATOR pH)

• Adalah zat (suatu asam atau basa lemah) yang akan berubah warna jika pH berubah pada kisaran tertentu

• Kisaran pH yang menyebabkan indikator berubah warna disebut trayek pH.

• Bila pH < trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna asamnya

• Bila pH > trayek pH maka indikator akan menunjukkan warna basa

• Contoh indikator: biru bromtimol (pH 6,0 – 7,6), merah metil (3,2 – 4,4), kuning alizarin (10,1 – 12,0)

Contoh.8Suatu larutan ketika diberi indikator hijau bromkresol (trayek pH 3,8 – 5,4; warna asam kuning dan warna basa biru) menunjukkan warna tepat hijau, a. Berapa kira-kira pH larutan tersebut, b. Bila indikator merah metil (trayek pH 3,2 – 4,4; warna asam merah dan warna basa kuning) dimasukkan ke dalam larutan tersebut, bagaimana warna larutannya?

a. Warna tepat hijau merupakan campuran dari warna kuning dan biru sehingga pH larutan merupakan nilai tengah trayek pH yaitu 4,6

b. pH 4,6 > trayek pH indikator merah metil, maka larutan akan berwarna kuning

Penyelesaian

7. 5 CAMPURAN PENAHAN

BUFER ASAM (ASAM LEMAH DAN GARAMNYA) CH3COOH H+ + CH3COO-

Ca Ca

NaCH3COO Na+ + CH3COO-

Cg Cg

Terjadi efek ion senama

[CH3COOH] Ca[H+] = Ka = Ka [CH3COO-] Cg

BUFER BASA (BASA LEMAH DAN GARAMNYA)NH4OH NH4

+ + OH-

Cb Cb

NH4Cl NH4+ + Cl-

Cg Cg

[NH4OH] Cb[OH-] = Kb = Kb[NH4+] Cg

Mekanisme kerja campuran penahan (bufer asam)

• Bila ada x mol H+ ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah garam berkurang, jumlah asam bertambah

NaCH3COO Na+ + CH3COO-

CH3COOH H+ + CH3COO-

mmol asam + x[H+] = Ka mmol garam - x

• Bila ada x mol OH- ditambahkan ke dalam bufer asam, maka jumlah asam berkurang, jumlah garam bertambah

NaCH3COO Na+ + CH3COO-

CH3COOH H+ + CH3COO-

mmol asam - x[H+] = Ka mmol garam + x

H+

OH-

DAYA TAHAN CAMPURAN PENAHAN

Mol H+ atau OH- yang harus ditambahkan ke dalam 1 liter larutan bufer agar pH-nya berubah satu satuan

+ asam + basa

pH = 3 pH = 4 pH = 5

Yang mempengaruhi daya tahan bufer: Konsentrasi penyusun bufer

Perbandingan [asam] / [garam] atau [basa] / [garam] Kapasitas maksimum bila,

[asam] [basa] atau = 1

[garam] [garam]

pH - 1 Bufer awal pH + 1

Contoh.9Berapakah pH campuran penahan yang terbuat daria. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,1 Mb. CH3COOH 0,01 M dan NaCH3COO 0,01 Mc. CH3COOH 0,1 M dan NaCH3COO 0,01 Md. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,1 Me. NH4OH 0,001 M dan NH4Cl 0,001 Mf. NH4OH 0,1 M dan NH4Cl 0,01 Mg. C6H5COOH 0,1 M dan NaC6H5COO 0,1 M

a. [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 =1,76x10-5; pH = 4,75

d. [OH-] = Kb.Cb/Cg = 1,76x10-5 x 0,1/0,1 = 1,76x10-5

pOH = 4,75; pH = 14 – 4,75 = 9,25

Penyelesaian

Contoh 7.10Berapakah perubahan pH bila ke dalam 1L campuran penahan yang terdiri dari asam format 1M dan natrium format 0,5M ditambahkan :a. 0,1 mol HCl b. 0,1 mol NaOH

pH awal: [H+] = Ka.Ca/Cg = 1,77x10-4 x 1/0,5 = 3,54x10-4

pH = 3,45

a. HCl akan bereaksi dengan garam natrium format

NaHCOO + HCl NaCl + HCOOH

[NaHCOO] menjadi (0,5 – 0,1)M = 0,4 M

[HCOOH] = (1+0,1)M = 1,1 M

[H+] = 1,77x10-4 x 1,1/0,4 = 4,87x10-4; pH = 3,31

Perubahan pH = 3,45 – 3,31 = 0,14

Penyelesaian

b. NaOH akan bereaksi dengan asam format membentuk garam format.

HCOOH + NaOH NaHCOO + H2O

[HCOOH] menjadi (1 – 0,1)M = 0,9 M

[NaHCOO] = (0,5 + 0,1)M = 0,6 M

[H+] = 1,77x10-4 x 0,9/0,6 = 2,66x10-4; pH = 3,58

Perubahan pH = 3,58 – 3,45 = 0,13

6 APLIKASI ASAM, BASA, DAN CAMPURAN PENAHAN

Penentuan kuantitas suatu bahan

contohnya: penentuan kadar asam cuka dalam suatu produk

industri

Penggunaan campuran penahan dalam: pengujian kualitas air (kesadahan)

pemisahan asam amino atau protein dengan

kromatografi kolom

LATIHAN SOAL-SOAL

1. Tunjukkanlah pasangan asam-basa konjugasi untuk reaksi berikut:

a. HNO3 + N2H4 NO3- + N2H5

b. CN- + H3O+ HCN + H2O

c. HIO3 + HC2O4- IO3

- + H2C2O4

d. S2- + H2O HS- + OH-

2. Berapa pH larutan yang terbentuk bila dicampurkan sejumlah volume yang sama dari larutan:

a. pH 2 dan pH 6

b. pH 2 dan pH 12

c. pH 9 dan pH 12

3. Hitunglah pH larutan yang terbuat dari:

a. 50 g NaOH (dianggap murni) dalam 500 mL larutan

b. 50 mL NH4OH 0,1 M dicampurkan dengan 200 mL air

c. 25 g Natrium asetat dilarutkan menjadi 250 mL larutan

d. pengenceran larutan NH4CN 0,1 M dengan faktor 4x

4. Hitunglah pH campuran penahan yang dibuat dari:

a. asam benzoat 0,1 M dan natrium benzoat 0,1 M

b. asam benzoat 0,020 M dan garam natrium benzoat 0,025 M

c. ammonium hidroksida 0,01 M dan amonium klorida 0,008 M