BAB 7 Larutan Penyangga dan Hidrolisis Next

BAB 7 Larutan Penyangga dan Hidrolisis Standar Kompetensi 4. Memahami sifat-sifat larutan asam-basa, metode pengukuran, dan terapannya. Kompetensi Dasar 4.3 Mendeskripsikan sifat larutan penyangga dan peranan larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup. 4.4 Menentukan jenis garam yang mengalami hidrolisis dalam air dan pH larutan garam tersebut. 4.5 Menggunakan kurva perubahan harga pH pada titrasi asam basa untuk menjelaskan larutan penyangga dan hidrolisis Indikator Menjelaskan pengertian larutan penyangga Menjelaskan bagaimana suatu larutan penyangga dapat mempertahankan pH Membuat larutan penyangga melalui percobaan Memformulasikan dan menghitung pH larutan penyangga Menjelaskan peranan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari Menjelaskan dan memformulasikan konsep hidrolisis Menggunakan formulasi konsep hidrolisis dalam memecahkan beberapa masalah yang berkaitan Close Next

Daftar Materi Pokok Pengertian Larutan Penyangga (Halaman 313 – 316) Larutan Penyangga dalam Kehidupan Sehari-Hari (Halaman 326 – 330) pH Larutan Penyangga (Halaman 317 – 326) Hidrolisis (Halaman 330 – 339) Back Next

A. Pengertian Larutan Penyangga Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang mengandung zat-zat yang mencegah perubahan pH atau konsentrasi hidrogen larutan tersebut. Larutan Penyangga Asam Larutan Penyangga Larutan Penyangga Basa Home Back Next

Larutan penyangga asam berasal dari asam lemah dan basa konjugasinya. Basa konjugasi disediakan oleh garam. Contoh larutan penyangga asam: CH3COOH dan CH3COO– dimana CH3COO– disediakan dari garamnya, misalnya CH3COONa atau (CH3COO)2Ba. HF dan F– dimana F– disediakan dari garamnya, misalnya NaF atau CaF2. Home Back Next

Larutan Penyangga Asam Pembuatan larutan penyangga asam Larutan Penyangga Asam Cara Langsung Cara tidak Langsung Asam lemah dicampur dengan garamnya. Contoh: CH3COOH + CH3COONa Asam lemah berlebih dicampur dengan basa kuat. Contoh: CH3COOH + NaOH (Pada akhir reaksi, asam lemah bersisa) Home Back Next

Larutan penyangga basa berasal dari basa lemah dan asam konjugasinya. Asam konjugasi disediakan oleh garam. Contoh larutan penyangga basa: NH4OH (NH3) dan NH4+ dimana NH4+ disediakan dari garamnya, misalnya NH4Cl atau (NH4)2SO4. Home Back Next

Larutan Penyangga Basa Pembuatan larutan penyangga basa Larutan Penyangga Basa Cara Langsung Cara tidak Langsung Basa lemah dicampur dengan garamnya. Contoh: NH4OH + NH4Cl Basa lemah berlebih dicampur dengan asam kuat. Contoh: NH4OH + HCl (Pada akhir reaksi, basa lemah bersisa) Home Back Next

B. pH Larutan Penyangga Mengapa Larutan Penyangga Dapat Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH. Pada batas-batas tertentu, pengenceran, penambahan ion H+ (asam), atau penambahan ion OH– (basa) relatif tidak mengubah pH larutan penyangga (perubahan pH sangat kecil). Mengapa Larutan Penyangga Dapat Mempertahankan Nilai pH? Ion H+ (asam) atau ion OH– (basa) yang ditambahkan ke dalam larutan penyangga akan dinetralkan oleh partikel-partikel zat terlarut. Home Back Next

GA(aq)  G+(aq) + A–(aq) Pengaruh Penambahan Sedikit Asam dan Basa terhadap Larutan Penyangga Asam HA(aq) H+(aq) + A–(aq) GA(aq)  G+(aq) + A–(aq) HA = asam lemah A – = basa konjugasi GA = garam dari asam lemah Jika ke dalam larutan penyangga asam ditambahkan sedikit asam, maka ion H+ dari asam yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion A– dalam larutan. Jika ke dalam larutan penyangga asam ditambahkan sedikit basa, maka ion OH– yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion H+ dalam larutan. Oleh karena itu, keseimbangan larutan penyangga asam tersebut relatif tetap. Home Back Next

Larutan penyangga asam CH3COOH dan CH3COO– Contoh: Larutan penyangga asam CH3COOH dan CH3COO– Pada penambahan sedikit asam, ion H+ dari asam tersebut akan bereaksi dengan CH3COO– Reaksinya: CH3COO– + H+  CH3COOH Pada penambahan sedikit basa, ion OH – dari basa tersebut akan bereaksi dengan CH3COOH Reaksinya: CH3COOH + OH –  CH3COO – + H2O Home Back Next

Pengaruh Penambahan Sedikit Asam dan Basa terhadap Larutan Penyangga Basa BOH(aq) B+(aq) + OH–(aq) BG (aq)  B+(aq) + G–(aq) BOH = asam lemah B+ = asam konjugasi BG = garam dari basa lemah Jika ke dalam larutan penyangga basa ditambahkan sedikit asam, maka ion H+ dari asam yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion OH– dalam larutan. Jika ke dalam larutan penyangga asam ditambahkan sedikit basa, maka ion OH– dari basa yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion B+ dalam larutan. Oleh karena itu, keseimbangan larutan penyangga basa tersebut relatif tetap. Home Back Next

Larutan penyangga basa NH4OH (NH3) dan NH4+ Contoh: Larutan penyangga basa NH4OH (NH3) dan NH4+ Pada penambahan sedikit asam, ion H+ dari asam tersebut akan bereaksi dengan NH3 Reaksinya: NH3 + H+  NH4+ Pada penambahan sedikit basa, ion OH– dari basa tersebut akan bereaksi dengan NH4+ Reaksinya: NH4+ + OH –  NH3 + H2O Home Back Next

Menghitung pH Larutan Penyangga Asam Besarnya pH larutan penyangga asam bergantung pada besarnya tetapan ionisasi asam lemah (Ka) dan konsentrasi basa konjugasinya, [A–]. [HA] = konsentrasi asam lemah [A–] = konsentrasi basa konjugasi n HA = mol asam lemah n A– = mol basa konjugasi Home Back Next

Contoh Soal Sebanyak 25 mL basa kuat NaOH 1,2 M direaksikan dengan 50 mL larutan asam format (HCOOH) 0,66 M, sehingga terbentuk larutan penyangga. Jika Ka HCOOH = 10–4, hitunglah pH larutan tersebut! Penyelesaian n NaOH = M NaOH × V NaOH = 1,2 M × 25 mL = 1,2 M × 0,025 L = 0,03 mol n HCOOH = M HCOOH × V HCOOH = 0,66 M × 50 mL = 0,66 M × 0,05 L = 0,033 mol Reaksi yang terjadi HCOOH(aq) + NaOH(aq)  HCOONa(aq) + H2O(l) Mula-mula : 0,033 mol 0,030 mol Bereaksi : – 0,030 mol –0,030 mol +0,030 mol Akhir reaksi : 0,003 mol 0 0,030 mol + Home Back Next

HCOONa(aq)  Na+(aq) + HCOO–(aq) 0,030 mol 0,030 mol 0,030 mol Karena pada akhir reaksi yang tersisa adalah HCOOH (asam lemah) dan HCOONa (garamnya dari basa kuat), maka larutan yang terbentuk adalah larutan penyangga asam. HCOONa(aq)  Na+(aq) + HCOO–(aq) 0,030 mol 0,030 mol 0,030 mol Menentukan konsentrasi H+ Menentukan pH larutan pH = – log [H+] = – log (10–5) = 5 Jadi, pH larutan tersebut adalah 5. Home Back Next

Menghitung pH Larutan Penyangga Basa Besarnya pH larutan penyangga basa bergantung pada besarnya tetapan ionisasi basa lemah (Kb) dan konsentrasi basa konjugasinya, [B+]. [BOH] = konsentrasi basa lemah [B+] = konsentrasi asam konjugasi n BOH = mol basa lemah n B+ = mol asam konjugasi Home Back Next

Contoh Soal Bila 50 mL NH4OH 0,01 M (Kb = 10–5) dicampur dengan 100 mL NH4Cl 0,25 M, maka terbentuk larutan penyangga. Tentukan nilai pH larutan tersebut! Penyelesaian Menentukan mol basa n NH4OH = M NH4OH × V NH4OH = 0,01 M × 50 mL = 0,01 M × 0,05 L = 0,0005 mol Menentukan mol asam konjugasi NH4Cl(aq)  NH4+(aq) + Cl–(aq) n NH4OH = × M NH4Cl × V NH4Cl = 0,25 M × 100 mL = 0,25 M × 0,1 L = 0,025 mol Home Back Next

Menentukan konsentrasi OH– Menentukan pH pOH = – log [OH–] = – log (2 × 10–7) = 7 – log 2 pH = 14 – (7 – log 2) = 7 + log 2 Jadi, pH larutan tersebut adalah 7 + log 2. Home Back Next

dalam Kehidupan Sehari-Hari C. Larutan Penyangga dalam Kehidupan Sehari-Hari Proses-proses kimia di dalam tubuh menghasilkan beberapa zat kimia seperti karbon dioksida dan ion hidrogen. Hal tersebut dapat mempengaruhi pH darah. pH darah yang terlalu rendah atau tinggi berbahaya bagi tubuh. pH darah terlalu rendah  asidosis pH darah terlalu tinggi  alkalosis Di dalam darah terdapat larutan penyangga untuk mempertahankan pH darah sebesar 7,4. Home Back Next

Larutan Penyangga Asam Karbonat-Bikarbonat dalam Darah Larutan penyangga karbonat berasal dari campuran asam karbonat (H 2CO 3) dengan basa konjugasi ion bikarbonat (HCO 3–) Reaksi kesetimbangan pada sistem penyangga karbonat - bikarbonat: H3O+ (aq) + HCO3–(aq) H2CO3(aq) + H2O(l) 2H2O(l) + CO2(g) Keberadaan asam atau basa dalam darah dapat dinetralkan oleh larutan penyangga karbonat-bikarbonat. Reaksi netralisasi asam: H+(aq) + HCO3–(aq) H2CO3(aq) Reaksi netralisasi basa: OH– (aq) + H2CO3(aq) HCO3–(aq) + H2O(l) Home Back Next

Larutan Penyangga Fosfat dalam Darah Larutan penyangga fosfat berasal dari campuran ion dihidrogen fosfat (H2PO4–) dengan ion monohidrogen fosfat (HPO42–) Sistem penyangga fosfat merupakan sistem penyangga yang bekerja untuk menjaga pH cairan intrasel. Jika proses metabolisme sel menghasilkan banyak zat asam atau zat basa, dapat dinetralkan oleh larutan penyangga fosfat. Reaksi netralisasi asam: H+(aq) + HPO42–(aq) H2PO4– (aq) Reaksi netralisasi basa: OH– (aq) + H2PO4– (aq) HPO42–(aq) + H2O(l) Home Back Next

Larutan Penyangga Hemoglobin dalam Darah Dalam darah, terdapat hemoglobin yang dapat mengikat oksigen untuk selanjutnya diangkut ke seluruh sel tubuh. Reaksi kesetimbangan dari larutan penyangga hemoglobin: HHb+ + O2(g) HbO2 + H+ Hemoglobin Ion oksi hemoglobin Ion H+ akan diikat oleh ion HCO3– membentuk H2CO3. Oleh enzim karbonat anhidrase, H2CO3 terurai menjadi H2O dan CO2. CO2 yang dihasilkan dalam jaringan sel diubah oleh enzim karbonat hidrase dalam darah menjadi H2CO3. H2CO3 terurai menghasilkan ion H+ dan HCO3–. Ion H+ diikat oleh basa konjugasi HbO2 menghasilkan O2 yang masuk ke jaringan sel dan digunakan untuk reaksi metabolisme. Home Back Next

D. Hidrolisis Garam merupakan hasil dari reaksi antara asam dan basa. Jika suatu garam dilarutkan ke dalam air, maka akan terurai menjadi ion-ionnya. Hidrolisis adalah reaksi garam dengan air yang menyebabkan penguraian (disosiasi) garam tersebut. Home Back Next

Ion dari asam lemah (A–) mengalami hidrolisis menurut reaksi berikut. Ion-ion yang dihasilkan dalam hidrolisis garam dapat mempengaruhi pH larutan. Ion dari asam lemah (A–) mengalami hidrolisis menurut reaksi berikut. Karena menghasilkan OH–, maka larutan bersifat basa. Ion dari basa lemah (B+) mengalami hidrolisis menurut reaksi berikut. Karena menghasilkan H+, maka larutan bersifat asam. A– + H2O HA + OH– B+ + H2O BOH + H+ Home Back Next

Jenis-Jenis Garam Berdasarkan Sifat Asam dan Basa Pembentuknya Garam dari asam kuat dan basa kuat Garam dari asam lemah dan basa kuat Garam dari asam kuat dan basa lemah Garam dari asam lemah dan basa lemah Hidrolisis parsial Hidrolisis sempurna Tidak terhidrolisis Home Back Next

Garam dari Asam Kuat dan Basa Kuat Garam dari asam kuat dan basa kuat tidak bereaksi dengan air sehingga tidak mengalami hidrolisis. Contoh: NaCl berasal dari HCl (asam kuat) dan NaOH (basa kuat). Larutan yang terjadi bersifat netral (pH = 7). Home Back Next

Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat Garam dari asam lemah dan basa kuat mengalami hidrolisis sebagian dalam air. Contoh: CH3COONa berasal dari CH3COOH (asam lemah) dan NaOH (basa kuat). CH3COONa(aq)  Na+(aq) + CH3COO –(aq) Ion dari asam lemah bereaksi dengan air menghasilkan OH– CH3COO –(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH –(aq) Larutan yang terjadi bersifat basa. Kw = tetapan kesetimbangan air (10–14) Ka = tetapan ionisasi asam Kh = tetapan hidrolisis [A–] = konsentrasi ion garam yang bereaksi dengan air untuk membentuk OH– Home Back Next

Contoh Soal Dalam suatu larutan terdapat natrium asetat 0,1 M yang terhidrolisis menurut persamaan reaksi sebagai berikut. CH3COO–(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH–(aq) Jika tetapan hidrolisisnya Kh = 10–9, hitunglah pH larutan tersebut! Penyelesaian [CH3COO–] = × [CH3COONa] = × 0,1 M = 0,1 M pH = 14 – pOH = 14 + log [OH–] = 14 + log (10–5) = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan tersebut adalah 9. Home Back Next

Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah Garam dari asam kuat dan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian dalam air. Contoh: NH4Cl berasal dari HCl (asam kuat) dan NH4OH (basa lemah). NH4Cl(aq)  NH4+(aq) + Cl –(aq) Ion dari basa lemah bereaksi dengan air menghasilkan H+ NH4+ (aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+(aq) Larutan yang terjadi bersifat asam. Kw = tetapan kesetimbangan air (10–14) Kb = tetapan ionisasi basa [B+] = konsentrasi ion garam yang bereaksi dengan air untuk membentuk H+ Home Back Next

Contoh Soal Jika Kb NH4OH = 10–5, hitunglah pH larutan garam NH4Cl 0,1 M! Penyelesaian sehingga pH = – log [H+] = – log (10–5) = 5 Jadi, pH larutan tersebut adalah 5. Home Back Next

Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah Garam dari asam lemah dan basa lemah mengalami hidrolisis sempurna dalam air. Contoh: NH4CN berasal dari HCN (asam lemah) dan NH4OH (basa lemah). NH4CN(aq)  NH4+(aq) + CN–(aq) Ion dari asam lemah bereaksi dengan air menghasilkan OH– CN – (aq) + H2O(l) HCN(aq) + OH–(aq) Ion dari basa lemah bereaksi dengan air menghasilkan H+ NH4+ (aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H+(aq) Larutan yang terjadi dapat bersifat asam, basa, atau netral bergantung pada tetapan ionisasi asam lemah (Ka) dan basa lemah (Kb) yang dihasilkan dalam larutan tersebut. Kw = tetapan kesetimbangan air (10–14) Ka = tetapan ionisasi asam Kb = tetapan ionisasi basa Home Back Next

Contoh Soal Sebanyak 4,88 gram asam benzoat (Ka = 7,2 × 10–5) dilarutkan ke dalam 100 mL NH4OH (Kb = 1,8 × 10–5). Hitung pH campuran yang terbentuk! Penyelesaian sehingga pH = – log [H+] = – log (2 ×10–7) = 7 – log 2 Jadi, pH larutan tersebut adalah 7 – log 2. Home Back Next