PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA UNIVERSITAS PALANGKA RAYA

15.10 Sifat Asam-Basa dari Garam

Sebagaimana didefinisikan dalam Bagian 4.3, garam adalah senyawa ionik yang dibentuk oleh reaksi antara asam dan basa. Garam adalah elektrolit kuat yang sepenuhnya terdisosiasi menjadi ion dalam air. Istilah hidrolisis garam menggambarkan reaksi anion atau kation garam, atau keduanya, dengan air. Hidrolisis garam biasanya mempengaruhi pH suatu larutan.

Garam Yang Menghasilkan Larutan Netral
Secara umum benar bahwa garam yang mengandung ion logam alkali atau ion logam alkali tanah (kecuali Be²⁺) dan basa konjugat dari asam kuat (misalnya, Cl₂, Br₂, dan NO₃²⁻) tidak mengalami hidrolisis sampai batas tertentu, dan larutanya dianggap netral. Misalnya, ketika NaNO₃, garam yang dibentuk oleh reaksi NaOH dengan HNO₃, larut dalam air, maka NaNO₃ terdisosiasi sepenuhnya sebagai berikut:

Ion Na⁺ terhidrasi tidak menyumbang atau menerima ion H⁺. Ion NO₃²⁻ adalah basa konjugat dari asam kuat HNO₃, dan tidak memiliki afinitas terhadap ion H⁺. Akibatnya, larutan yang mengandung ion Na⁺ dan NO₃²⁻ bersifat netral, dengan pH sekitar 7.

Garam Yang Menghasilkan Larutan Basa
Larutan garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah adalah basa. Misalnya, disosiasi natrium asetat (CH₃COONa) dalam air diberikan oleh 

Ion Na⁺ terhidrasi tidak memiliki sifat asam atau basa. Ion asetat CH₃COO⁻, bagaimanapun, adalah basa konjugat dari asam lemah CH₃COOH dan karena itu memiliki afinitas terhadap ion H⁺. Reaksi hidrolisis diberikan oleh


Karena reaksi ini menghasilkan ion OH⁻, larutan natrium asetat akan bersifat basa. Konstanta kesetimbangan untuk reaksi hidrolisis ini sama dengan ungkapan konstanta ionisasi basa untuk CH₃COO⁻, jadi kita tuliskan


Karena setiap ion CH₃COO⁻ yang terhidrolisis menghasilkan satu ion OH⁻, konsentrasi OH⁻ pada kesetimbangan adalah sama dengan konsentrasi CH₃COO⁻ yang dihidrolisis. Kita dapat mendefinisikan persentase hidrolisis sebagai berikut


Suatu perhitungan berdasarkan hidrolisis CH₃COONa diilustrasikan dalam Contoh 15.13. Dalam memecahkan masalah hidrolisis garam, kita mengikuti prosedur yang sama dengan yang kita gunakan untuk asam lemah dan basa lemah.

Contoh 15.13
Hitung pH larutan 0,15 M natrium asetat (CH₃COONa). Berapakah persen hidrolisis?

Strategi
Apa itu garam? Dalam larutan, CH₃COONa terdisosiasi sepenuhnya menjadi ion Na⁺ dan CH₃COO⁻. Ion Na⁺, seperti yang kita lihat sebelumnya, tidak bereaksi dengan air dan tidak berpengaruh pada pH larutan. Ion CH₃COO⁻ adalah basa konjugasi dari asam lemah CH₃COOH. Oleh karena itu, kita berharap bahwa ion itu akan bereaksi sampai batas tertentu dengan air menghasilkan CH₃COOH dan OH⁻, dan larutannya akan menjadi basa.

Penyelesaian
Langkah 1: Karena kita mulai dengan larutan natrium asetat 0,15 M, konsentrasi ion juga sama dengan 0,15 M setelah disosiasi:

Dari ion-ion ini, hanya ion asetat yang akan bereaksi dengan air


Pada kesetimbangan, spesi utama dalam larutan adalah CH₃COOH, CH₃COO⁻, dan OH⁻. Konsentrasi ion H⁺ sangat kecil seperti yang kita harapkan untuk larutan basa, sehingga diperlakukan sebagai spesi minor. Kita mengabaikan ionisasi air.

Langkah 2: Misalkan x menjadi konsentrasi kesetimbangan ion CH₃COOH dan OH⁻ dalam mol / L, kita merangkum:


Langkah 3: Dari pembahasan sebelumnya dan Tabel 15.3 kita menulis konstanta kesetimbangan hidrolisis, atau konstanta ionisasi basa, sebagai berikut

Karena Kb sangat kecil dan konsentrasi awal basa besar, kita dapat menerapkan perkiraan 0,15 - x ≈ 0,15:

Langkah 4: Pada keseimbangan:

Jadi larutannya adalah basa, seperti yang kita harapkan. Persentase hidrolisis diberikan oleh

Periksa
Hasilnya menunjukkan bahwa hanya sejumlah kecil anion yang mengalami hidrolisis. Perhatikan bahwa perhitungan persen hidrolisis mengambil bentuk yang sama dengan uji untuk perkiraan, yang berlaku dalam kasus ini.

Latihan
Hitung pH larutan natrium format 0,24 M (HCOONa).

Garam Yang Menghasilkan Larutan Asam
Ketika garam yang berasal dari asam kuat seperti HCl dan basa lemah seperti NH₃ larut dalam air, larutan menjadi asam. Sebagai contoh, perhatikan prosesnya
Ion Cl⁻, menjadi basa konjugat dari asam kuat, tidak memiliki afinitas terhadap H⁺ dan tidak memiliki kecenderungan terhidrolisis. Ion amonium NH₄⁺ adalah asam konjugat lemah dari basa NH₃ yang lemah dan terionisasi sebagai berikut:
Gambar 15.7 Keenam molekul H₂O mengelilingi ion Al³⁺secara oktahedral. Daya tarik ion kecil Al³⁺ terhadap pasangan elektron bebas pada atom oksigen begitu besar sehingga ikatan O-H dalam molekul H₂O yang dilekatkan pada kation logam melemah, memungkinkan hilangnya proton (H⁺) menjadi molekul H₂O yang muncul. Hidrolisis kation logam ini membuat larutan menjadi asam.

sederhanya
Perhatikan bahwa reaksi ini juga mewakili hidrolisis ion NH₄⁺. Karena ion H⁺ diproduksi, pH larutan menurun. Konstanta kesetimbangan (atau konstanta ionisasi) untuk proses ini diberikan oleh
dan kita dapat menghitung pH larutan amonium klorida mengikuti prosedur yang sama yang digunakan dalam Contoh 15.13.

Pada prinsipnya, semua ion logam bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam. Namun, karena tingkat hidrolisis paling menonjol untuk kation logam kecil dan sangat bermuatan seperti Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, dan Be²⁺, kita umumnya mengabaikan interaksi yang relatif kecil dari ion logam alkali dan kebanyakan ion logam alkali tanah dengan air. Ketika aluminium klorida (AlCl₃) larut dalam air, ion Al³⁺ mengambil bentuk terhidrasi Al(H₂O)₆³⁺ (Gambar 15.7). Mari kita perhatikan satu ikatan antara ion logam dan atom oksigen dari salah satu dari enam molekul air pada Al(H₂O)₆³⁺:
Ion Al³⁺ bermuatan positif menarik kerapatan elektron ke arahnya sendiri, meningkatkan polaritas ikatan O-H. Akibatnya, atom H memiliki kecenderungan lebih besar untuk terionisasi dibandingkan dengan molekul air yang tidak terlibat dalam hidrasi. Proses ionisasi yang dihasilkan dapat ditulis sebagai
Konstanta kesetimbangan untuk hidrolisis kation logam diberikan oleh
Perhatikan bahwa Al(H₂O)₅³⁺ dapat mengalami ionisasi lebih lanjut
dan seterusnya. Namun, pada umumnya cukup untuk memperhitungkan hanya tahap pertama dari hidrolisis.

Tingkat hidrolisis paling besar untuk ion yang paling kecil dan paling bermuatan tinggi karena ion bermuatan “seragam” lebih efektif dalam mempolarisasi ikatan O-OH dan memfasilitasi ionisasi. Inilah sebabnya mengapa ion dengan muatan rendah yang relatif besar seperti Na⁺ dan K⁺ tidak mengalami hidrolisis yang cukup besar bahkan tidak sama sekali.

Garam Yang Kation dan Anion Mengalami Hidrolisis
Sejauh ini kita telah memperhatikan garam yang hanya satu ion yang mengalami hidrolisis. Untuk garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, kation dan anion terhidrolisis. Namun, apakah larutan yang mengandung garam tersebut bersifat asam, basa, atau netral tergantung pada kekuatan relatif asam lemah dan basa lemah. Karena perhitungan matematika yang terkait dengan jenis sistem ini sedikit terlibat, kita akan fokus untuk membuat prediksi kualitatif tentang larutan ini berdasarkan pedoman berikut:


  • Kb > Ka. Jika Kb untuk anion lebih besar dari Ka untuk kation, maka larutannyanya haruslah basa karena anion akan terhidrolisis sampai batas yang lebih besar daripada kation. Pada kesetimbangan, akan ada lebih banyak ion OH⁻ daripada ion H⁺.
  • Kb < Ka. Sebaliknya, jika Kb untuk anion lebih kecil dari Ka untuk kation, larutannya akan bersifat asam karena hidrolisis kation akan lebih banyak daripada hidrolisis anion.
  • Kb ≈ Ka. Jika Ka kira-kira sama dengan Kb, larutannya akan hampir netral.

Tabel 15.7 merangkum perilaku dalam larutan garam yang dibahas dalam bagian ini.

Contoh 15.14 menggambarkan bagaimana memprediksi sifat asam-basa dari larutan garam.

Tabel 15.7 Sifat Asam-Basa Garam

Contoh 15.14
Prediksilah apakah larutan berikut akan bersifat asam, basa, atau hampir netral: (a) NH₄I, (b) NaNO₂, (c) FeCl₃, (d) NH₄F.

Strategi
Dalam memutuskan apakah suatu garam akan mengalami hidrolisis, tanyakan pada diri Anda pertanyaan-pertanyaan berikut: Apakah kation tersebut adalah ion logam bermuatan tinggi atau ion amonium? Apakah anion basa konjugat dari asam lemah? Jika ya untuk salah satu pertanyaan, maka hidrolisis akan terjadi. Dalam kasus di mana kation dan anion bereaksi dengan air, pH larutan akan tergantung pada besaran relatif Ka untuk kation dan Kb untuk anion (lihat Tabel 15.7).

Penyelesaian
Pertama-tama kita memecah garam menjadi komponen kation dan anionnya dan kemudian memeriksa kemungkinan reaksi masing-masing ion dengan air.

(a) Kation adalah NH₄⁺, yang akan terhidrolisis menghasilkan NH₃ dan H⁺. Anion I⁻ adalah basa konjugasi dari asam kuat HI. Oleh karena itu, I⁻ tidak akan terhidrolisis dan larutannya bersifat asam.

(b) Kation Na⁺ tidak terhidrolisis. NO₂²⁻ adalah basa konjugat dari asam lemah HNO₂ dan akan terhidrolisis menghasilkan HNO₂ dan OH⁻. Larutannya akan bersifat basa.

(c) Fe³⁺ adalah ion logam kecil dengan muatan tinggi dan terhidrolisis menghasilkan ion H⁺. Cl⁻ tidak terhidrolisis. Akibatnya, larutan akan menjadi asam.

(d) Baik ion NH₄⁺ dan F⁻ akan terhidrolisis. Dari Tabel 15.3 dan 15.4 kita melihat bahwa Ka NH₄⁺ (5,6 x 10⁻¹⁰) lebih besar dari Kb untuk F⁻ (1,4 x 10⁻¹¹). Karena itu, larutannya akan bersifat asam.

Latihan
Prediksilah apakah larutan berikut akan bersifat asam, basa, atau hampir netral: (a) LiClO₄, (b) Na₃PO₄, (c) Bi(NO₃)₃, (d) NH₄CN.

Ulasan Konsep
Diagram yang ditunjukkan di sini merupakan larutan dari tiga garam NaX (X = A, B, atau C). (a) X⁻ manakah yang memiliki asam konjugat terlemah? (b) Susun ketiga anion X⁻ dalam rangka meningkatkan kekuatan basa. IonNa⁺ dan molekul air telah dihilangkan untuk kejelasan.

Akhirnya kita mencatat bahwa beberapa anion dapat bertindak sebagai asam atau basa. Sebagai contoh, ion bikarbonat (HCO₃⁻) dapat mengionisasi atau menjalani hidrolisis sebagai berikut (lihat Tabel 15.5):

Karena Kb > Ka, kita memperkirakan bahwa reaksi hidrolisis akan lebih besar daripada proses ionisasi. Dengan demikian, larutan natrium bikarbonat (NaHCO₃) akan menjadi basa.

Share:

No comments:

Post a Comment

Total Dilihat

Postingan Populer

Label

Arsip Blog

Postingan Terbaru

Cari Dengan Kata

Ikuti Dengan Email

Web Design By
Fp Comp

Pengikut