< Previous 249Gambar.13.3Baterai Gambar.13.4Pembersih Gambar.13.1Buah Gambar.13.213 ASAM, BASA DAN BUFFER Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Mengkomunikasikan senyawa hidrokarbon dan kegunaanya Mendiskripsikan kekhasan atom karbon yang membentuk senyawa hidrokarbon Menggolongkan senyawa hidrokarbon dan turunannya Mendiskripsikan kegunaan senyawa hidrokarbon dalam kehidupan manusia Tujuan pembelajaran membedakan senyawa asam, basa, dan netral mengidentifikasi sifat asam dan basa dengan berbagai indikator memperkirakan pH suatu larutan yang tidak dikenal berdasarkan hasil pengamatan trayek perubahan warna berbagai indikator asam dan basa menghitung pH larutan asam-basa kuat dan lemah memahami dan dapat menghitung pH larutan buffer Sifat asam dan basa termasuk pokok bahasan yang penting dalam ilmu kimia. Dalam kehidupan sehari-hari, sifat ini dapat kita jumpai misalnya rasa asam dari buah jeruk dan cuka. Rasa asam tersebut berasal dari asam yang terkandung dalam buah jeruk dan cuka, yaitu asam sitrat dan asam cuka. Asam askorbat dalam vitamin C adalah zat penting dalam makanan kita. 250Asam sulfat adalah contoh senyawa yang bersifat asam yang terkandung dalam baterai mobil yang produksinya berada pada tingkat atas dalam produksi tahunan dari industri kimia. Senyawa yang bersifat basa yang penting diantaranya adalah amonia, terdapat dalam bahan pembersih rumah tangga. Contoh lainnya yaitu natrium hidroksida, dipasaran bernama lye, terdapat pada pembersih dan zat buangan. Demikian juga ”milk of magnesia” yang dipakai sebagai obat penyakit lambung juga bersifat basa. Definisi-definisi berdasarkan pengamatan mengenai asam dan basa dapat dilihat pada tabel 13.1. Tabel 13.1 Hasil pengamatan asam dan basa Untuk mengetahui sifat suatu senyawa apakah asam, basa, atau netral, cara yang digunakan adalah mengujinya dengan indikator asam-basa. Beberapa indikator asam-basa yaitu : a. Lakmus merah dan lakmus biru Asam mengubah kertas lakmus biru menjadi merah. Sedangkan basa mengubah kertas lakmus merah menjadi biru. Senyawa netral tidak mengubah warna kedua kertas lakmus. b. Indikator universal Dengan indikator universal, kita bisa langsung mengetahui berapa pH (kekuatan asam / basa) dari suatu senyawa dengan membandingkan warna indikator yang terkena senyawa dengan warna standar. Biasanya range pH indikator universal adalah 1-14. Asam : pH < 7 Netral : pH = 7 Basa : pH > 7 c. pH meter pH larutan juga bisa diukur dengan pH meter. Alat digital ini memberikan nilai pH yang lebih akurat daripada indikator universal. Pembahasan pH larutan lebih lanjut di sub bab berikutnya. Sebenarnya, beberapa senyawa di alam bisa digunakan sebagai indikator asam-basa, seperti kunyit, air bunga, dan sebagainya. Untuk lebih memahami sifat asam-basa dan cara mengenalinya, lakukanlah kegiatan berikut! Asam Basa Berasa masam dan tajam Berasa pahit, berbusa Berasa pedih bila terkena luka Licin Merubah lakmus merah menjadi biru Merubah lakmus biru menjadi merah Merubah phenolphthalein menjadi tak berwarna Merubah phenolphthalein menjadi merah muda Aktivitas siswa Petunjuk : a. Lakukan percobaan berikut dalam kerjasama kelompok di laboratorium ! b. Catatlah data hasil percobaanmu ! c. Jawablah soal-soal di bawahnya dengan jelas! BAHAN DAN ALAT Asam cuka Air kapur Air distilasi Air jeruk Pembersih lantai Air tanah Pasta gigi Air asam Larutan unkown Indikator universal Lakmus merah Lakmus biru Phenolphtalein Air bunga Air kunyit Beker glass Cawan petri Pipet tetes PROSEDUR KERJA 1. Ambil sedikit larutan – larutan yang akan diukur, kemudian tempatkan pada cawan petri ! 2. Ukurlah pH larutan tersebut dengan indikator universal ! 3. Kemudian isilah tabel hasil pengamatan (Tabel 13.2) di bawah dengan jujur dan kerjakan soal latihan berikut dengan benar ! HASIL PERCOBAAN 1. Berdasarkan pengamatanmu, bagaimana perbedaan warna indikator universal setelah ditetesi larutan asam, larutan basa, dan larutan netral? 2. Setelah ditetesi larutan asam cuka dan air asam, perbedaan apa yang terjadi pada indikator universal? Jelaskan! 3. Apa yang dapat kamu simpulkan tentang pH larutan asam, basa, dan netral? 252Tabel 13.2 Hasil pengamatan pH KETERANGAN IU : Indikator Universal LM : Lakmus Merah LB : Lakmus Biru PP : Phenophtalein AB : Air Bunga AK : Air Kunyit LARUTAN Perubah-an warna IU pH IU Perubahan warna indikator lain Sifat larutan LM LB PP AB AK Asam cuka Air kapur Air distilasi Air jeruk Pembersih lantai Air tanah Pasta gigi Air asam Larutan A Larutan B Larutan C Larutan D Larutan E Larutan F Larutan G Larutan H ............................ ..................... ....... ....... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... .... ... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... .... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... .... ..................... ....... ....... ....... ....... ....... .... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... ....... .... .......... .......... .......... .......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... 253Gambar.13.5 Penemu teori asam-basa 13.1 Definisi-definisi asam dan basa Menurut sejarahnya, awalnya Lavoisier mengemukakan bahwa asam merupakan senyawa yang mengandung oksigen (oksida dari nitrogen, fosfor, sulfur dan halogen yang membentuk asam dalam air). Namun sekitar awal abad 19, beberapa asam yang tidak mengandung oksigen telah ditemukan, sehingga akhirnya pada tahun 1838 Liebig mendefinisikan asam sebagai senyawa yang mengandung hidrogen, dimana hidrogen tersebut dapat digantikan oleh logam. Pada abad berikutnya, dikembangkan definisi-definisi asam-basa yang memperbaiki definisi sebelumnya. 13.1.1 Definisi asam-basa menurut Arrhenius Menurut Arrhenius pada tahun 1903, asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidrogen (atau ion hidronium, H3O+) sehingga dapat meningkatkan konsentrasi ion hidronium (H3O+) contoh : basa adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidroksida sehingga dapat meningkatkan konsentrasi ion hidroksida contoh : 254H+ + Cl- + NH4+ + OH- NH4+ + Cl- + H2O asam + basa garam + air Reaksi keseluruhannya : Secara umum : Konsep asam basa Arrhenius terbatas hanya pada larutan air, sehingga tidak dapat diterapkan pada larutan non-air, fasa gas dan fasa padatan dimana tidak ada H+ dan OH-. 13.1.2 Definisi asam-basa menurut Bronsted-Lowry Pada tahun 1923, Bronsted dan Lowry mendefinisikan : Asam adalah suatu senyawa yang dapat memberikan proton (H+) Basa adalah suatu senyawa yang dapat berperan sebagai menerima proton (H+) Pada kedua contoh reaksi di atas, air dapat bertindak sebagai basa dalam larutan HCl dan sebagai asam dalam larutan amonia. Senyawa yang dapat bertindak sebagai asam dan basa disebut sebagai senyawa amfoter. Contoh lain senyawa yang bersifat amfoter yaitu Al2O3. Reaksi di atas menunjukkan pasangan asam-basa konjugasi. Pada reaksi kebalikannya, ion Cl- menerima proton dari ion oksonium (H3O+). Ion Cl- disebut sebagai basa dan ion oksonium (H3O+) disebut sebagai asam, sehingga HCl merupakan pasangan asam-basa konjugasi dari Cl- dan H2O merupakan pasangan asam-basa konjugasi dari ion oksonium (H3O+). 13.1.3 Definisi asam-basa menurut Lux-Flood Sistem asam-basa Lux-Flood merupakan sistem asam-basa dalam larutan nonprotik yang tidak dapat menggunakan definisi Bronsted-Lowry. Contohnya, pada temperatur leleh suatu senyawa anorganik yang cukup tinggi reaksinya sebagai berikut: CaO + SiO2 ĺ CaSiO3 basa asam asam basa Gambar 13.6 asam memberikan proton pada basa 255 basa (CaO) adalah pemberi oksida asam (SiO2) adalah penerima oksida Sistem Lux-Flood terbatas pada sistem lelehan oksida, namun merupakan aspek anhidrida asam-basa dari kimia asam- basa yang sering diabaikan. Basa Lux-flood adalah suatu anhidrida basa. Ca2+ + O2- + H2O ĺ Ca2+ + 2OH- Sedangkan asam Lux-Flood adalah suatu anhidrida asam. SiO2 + H2O ĺ H2SiO3 Karakterisasi oksida logam dan non logam menggunakan sistem tersebut bermanfaat dalam industri pembuatan logam. 13.1.4 Definisi asam-basa menurut sistem pelarut (solvent) Definisi ini diterapkan pada pelarut yang dapat terdisosiasi menjadi kation dan anion (autodisosiasi). Asam adalah suatu kation yang berasal dari reaksi autodisosiasi pelarut yang dapat meningkatkan konsentrasi kation dalam pelarut. Basa adalah suatu anion yang berasal dari reaksi autodisosiasi pelarut yang dapat meningkatkan konsentrasi anion pelarut. Secara umum, reaksi autodisosiasi dapat dituliskan : Contoh : Asam sulfat meningkatkan konsentrasi ion hidronium dan merupakan asamnya. Konsep asam-basa sistem pelarut adalah kebalikan dari reaksi autodisosiasi. solvent asam + basa H2SO4 + H2O H3O+ + HOSO4- 2H2O HO++ OH-2NH3NH4++ NH2-2SO2SO2++ SO3-2BrF3BrF2++ BrF4-AB A+ + B- H3O+ + OH- 2H2O BrF2+ + BrF4- 2BrF3 256Ag+ + 2:NH3 [H3N:Ag:NH3] asam basa Contoh : Secara umum : Perbandingan reaksi netralisasi asam-basa menurut Arrhenius, Bronsted-Lowry dan sistem pelarut : 13.1.5 Definisi asam-basa menurut Lewis Lewis mendefinisikan : Asam adalah senyawa kimia yang bertindak sebagai penerima pasangan elektron. Basa adalah senyawa kimia yang bertindak sebagai pemberi pasangan elektron. Contoh : Dalam kulit valensi atom N dalam molekul NH3, terdapat 3 (tiga) pasang ikatan (N-H) dan 1 (satu) pasang elektron tidak berpasangan (:), sedangkan untuk atom B dalam molekul BF3, terdapat 3 (tiga) pasang elektron yang berikatan (B-F). Sepasang elektron tidak berikatan dapat disumbangkan kepada atom pusat B yang kemudian digunakan bersama-sama, sehingga terjadi ikatan kovalen koordinasi (B-N). 13.1.6 Definisi asam-basa menurut Usanovich Definisi ini merupakan perkembangan dari definisi asam Lewis dan ditambah reaksi redoks. Asam adalah senyawa kimia yang bereaksi dengan basa, membentuk kation atau menerima elektron. Basa adalah senyawa kimia yang bereaksi dengan asam, membentuk anion atau elektron. asam + basa solvent Arrhenius : asam + basa ĺ garam + air Bronsted-Lowry : asam + basa ĺ basa konjugat + asam konjugat Sistem Pelarut : asam + basa ĺ solvent BFFF+H:HHBFFF: N HHHasam basa 257Gambar13.8 Warna indikator universal Contoh : 13.2 Kekuatan asam dan basa 13.2.1 Derajat keasaman (pH) Konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat keasaman (pH). Rumus pH dituliskan sebagai berikut : Untuk air murni pada temperatur 25 °C : [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L Sehingga pH air murni = - log 10-7 = 7. Atas dasar pengertian ini, maka : x Jika pH = 7, maka larutan bersifat netral x Jika pH < 7, maka larutan bersifat asam x Jika pH > 7, maka larutan bersifat basa x Pada temperatur kamar : pKw = pH + pOH = 14 Telah disinggung dalam pembahasan sebelumnya bahwa asam terbagi menjadi dua, yaitu asam kuat dan asam lemah. Begitu juga pada larutan basa terbagi menjadi dua, yaitu basa kuat dan basa lemah. Pembagian ini sangat membantu dalam penentuan derajat keasaman (pH). 13.2.2 Asam kuat Disebut asam kuat karena zat terlarut dalam larutan ini mengion seluruhnya (Ş = 1). Untuk menyatakan derajat keasamannya, dapat ditentukan langsung dari konsentrasi asamnya dengan melihat valensinya. Contoh : x Hitung pH larutan dari 100 ml larutan 0.01 M HCl! Jawab : Asam : Cl2 + e- ĺ Cl- Basa : Fe2+ ĺ Fe3+ + e- pH = - log [H+] 258HCl(aq) ĺ H+(aq) + OH-(aq) [H+] = [HCl] = 0.01= 10-2 pH = - log 10-2 = 2 x Hitung pH larutan dari 2 liter larutan 0.1 mol asam sulfat! Jawab : Molaritas = Lmol21,0 = 0.05 M H2SO4(aq) ĺ 2H+(aq) + SO42-(aq) [H+] = 2 [H2SO4] = 2 x 0.05 M = 10-1 pH = - log 10-1 = 1 13.2.3 Asam lemah Disebut asam lemah karena zat terlarut dalam larutan ini tidak mengion seluruhnya, Ş ≠ 1, (0 < Ş < 1). Penentuan besarnya derajat keasaman tidak dapat ditentukan langsung dari konsentrasi asam lemahnya (seperti halnya asam kuat). Penghitungan derajat keasaman dilakukan dengan menghitung konsentrasi [H+] terlebih dahulu dengan rumus : di mana, Ca = konsentrasi asam lemah Ka = tetapan ionisasi asam lemah Contoh : Hitunglah pH dari 0,025 mol CH3COOH dalam 250 mL larutannya, jika Ka = 10-5! Jawab : Ca = Lmol25,0025,0 = 10-1 M [H+] = aaKC. = 10-1.10-5 = 10-3 M pH = - log 10-3 = 3 13.2.4 Basa kuat Disebut basa kuat karena zat terlarut dalam larutan ini mengion seluruhnya (Ş = 1). Pada penentuan derajat keasaman dari larutan basa terlebih dulu dihitung nilai pOH dari konsentrasi basanya. [H+] = aaKC. Next >