Asam dan Basa

BIG Idea Asam dan basa dapat didefinisikan menurut ion hidrogen dan ion hidroksida atau menurut pasangan elektron.

18.1 Pengantar Asam Basa

MAIN Idea Berbagai model membantu menjelaskan perilaku asam dan basa

18.2 Kekuatan Asam dan Basa

MAIN Idea Dalam larutan, asam dan basa kuat terionisasi sepenuhnya, tapi asam dan basa lemah hanya terionisasi sebagian

18.3 I o n Hidrogen dan pH

MAIN Idea pH dan pOH adalah skala logartima yang menunjukkan konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida dalam larutan air.

18.4 Netralisasi

MAIN Idea Dalam reaksi netralisasi, asam bereaksi dengan basa dan menghasilkan garam dan air.

Measure pH

Fakta Kimia

• pH optimal untuk air aquarium bervariasi untuk berbagai organisme akuatik.

• pH 8.2 umumnya diterima sebagai nilai rata-rata air laut alami, tapi mempertahankan nilai pH sebesar itu di akuarium tidak akan memastikan kalau semua yang menghuninya akan bisa bertahan hidup.

• Ikan cichlid dari Amerika Selatan, ikan air tawar, membutuhkan rentang pH 6.4 sampai 7.0, sedangkan cichlid Afrika bisa hidup di air dengan pH antara 8.0 dan 9.2.

Evaluate results

632

Visi

ArrheniusModel

ArrheniusModel

Kegiatan PendahuluanKegiatan Pendahuluan

LAUNCPraktikumPraktikumApa yang ada di lemarimu?Kamu bisa mempelajari sesuatu mengenai sifat-sifat produk rumah tanggamu dengan mengujinya dengan selembar kertas yang disebut kertas lakmus. Dapatkah kamu membedakan produk-produk rumah tanggamu menjadi dua kelompok?

Asam dan Basa. Buat lipatan-liptatan berikut ini untuk membandingkan model-model utama asam dan basa.

LANGKAH 1 Ambil tiga lembar kertas. Lipat kertas pertama menjadi dua. Ukur dan gambar sebuah garis sekitar 3 cm dari sisi kiri. Gunting garis itu sampai lipatan. Ulang untuk lembar kertas yang lain.

LANGKAH 2 Beri nama tiap lembar dengan nama model asam dan basa

Prosedur1. Baca dan lengkapi form keselamatan pratikum

2. Masukkan tiga atau empat tetes beberapa produk rumah tangga di tempat yang berbeda di sebuah mikroplat. Gambar sebuah tabel untuk menunjukkan posisi dari setiap cairan.

3. Uji tiap produk dengan kertas lakmus merah dan biru,Masukkan dua tetes phenolphthalein di setiap sampel. Catat pengamatan Anda.

WARNING: Phenolphthalein mudah terbakar. Jauhkan dari api

Analisis1. Klasifikan produk-produk tersebut menjadi

dua kelompok berdasarkan pengamatanmu.

2. Jelaskan perbedaan kedua kelompok itu. Apa yang bisa kamu simpulkan?

Penyelidikan Pilih satu sampel yang bereaksi dengan phenolphthalein. Dapa tkah Anda membal ikkan reaks i t e r sebut? Desa in sebuah eksper imen yang b i sa menguj i h ipo tes i smu.

STEP 3 Tumpuk kertas-kertas itu dan stepler sisi kirinya

&/,$!",%3 Gunakan Lipatan ini untuk Bagian 8.1.Sambil membaca bagian ini, buat catatan mengenai model-model asam dan basa, dan tulis reaksi umum untuk masing-

masing model.

t glenco e .com to: ▶ Pelajri semua bab online

▶ jelajahi

▶ Mengisi Kuis Mandiri

▶ Gunakan Tutor Pribadi untuk mengerjakan Soal latihan langkah demi langkah.

▶ Akses Web Links untuk lebih banyak informasi, proyek dan kegiatan

▶ Cari Tes Amonia di Praktikum Coba di Rumah

Chapter 18 • Asam dan Basa 633

Bagian 18.1

Tujuan◗ Mengidentifikasi sifat fisik

dan kimia asam dan basa

◗ Mengklasifikasikan larutan sebagai asam, basa atau netral

◗ Membandingkan model asam dan basa Arrhenius, Brønsted- Lowry, dan Lewis.

Tinkauan KosakataStruktur Lewis: model yang menggunakan struktur elektron-titik untuk menunjukkan bagaiamana elektron tersusun di molekul.

Kosakata BaruLarutan asam larutan basa model Arrhenius model Brønsted-Lowry konjugasi asam kojugasi basa konjugasi pasangan asam dan basa amfoter model Lewis

Pengantar Asam dan Basa

Different models help describe the behavior of asam dan basa.

Link Bacaan Dunia Nyata Anda mungkin tak menyadarinya, bahwa asam dan basa adalah dua klasifikasi zat yang paling umum digunakan. Anda bisa mengenalinya dengan rasa asam dari beberapa sayuran favorit Anda dan bau amonia yang tajam di sejumlah pembersih rumah tangga Anda.

Sifat Asam dan BasaKetika seekor semut merasakan adanya bahaya di koloninya , mereka mengeluarkan suatu zat yang disebut asam format yang memberi sinyal bahaya pada seluruh koloninya. Asam larut dalam air dan melubangi gua-gua batu kapur yang besar dan merusak bangunan-bangunan dan patung-patung yang bernilai dari waktu ke waktu. Asam memberi rasa pada sayuran-sayuran dan makanan yang Anda senangi, dan asam di perut Anda membantu mencerna apa yang Anda makan. Basa juga berperan dalam hidup Anda. Sabun yang Anda pakai dan tablet antasida yang Anda minum jika perut Anda sakit adalah basa. Banyak produk-produk rumah tangga, seperti yang Anda gunakan di Praktikum Luncur, adalah asam dan basa..

Sifat Fisik Anda mungkin sudah familiar dengan beberapa sifat fisik asam dan basa. Misalnya, Anda mungkin tahu bahwa larutan asam rasanya masam. Asam karbonat dan asam fosforat memberikan rasa tajam pada minuman-minuman berkarbonasi, asam sitrat dan askorbat memberi rasa masam pada lemon dan jeruk besar, dan asam asetat membuat cuka berasa masam. Anda mungkin juga tahu bahwa larutan basa terasa pahit dan terasa licin. Misalnya sebuah batang saban menjadi licin ketika basah. Anda sebaiknya jangan pernah mencoba mengidentifikasi asam atau basa, atau zat-zat lainnya di laboratorium melalui rasanya. Gambar 18.1 menunjukkan dua tanaman yang tumbuh di tanah yang berbeda. Yang satu paling baik tumbuh di tanah berasam, kadang disebut tanam “masam” Yang satunya lagi bisa hidup di tanah basa atau alkalin.

■ Gambar 18.1 Rhododendrons bisa tumbuh di atas tanah lembab yang agakasam, sedangkan semper- vivum, yang biasanya disebut hen dan chicks, tumbuh paling baik di tanah yang lebih kering dan agak basa.

Rhododendron Sempervivum

Asam mengubah lakmus biru menjadi merah. Basa mengubah lakmus merah menjadi biru

Konduksi listrik. Sifat fisik lain dari larutan asam dan basa adalah kemampuan untuk mengkonduksi listrik. Air murni adalah non-konduktor listrik, tapi dengan menambahkan asam atau basa akan menghasilkan ion yang menyebabkan larutan hasil campuran akan menjadi sebuah konduktor.

Sifat Kimia Anda mungkin telah mengidentifikasi asam dan basa dengan reaksinya denga kertas lakmus. Asam juga dapat diidentifikasi dengan reaksinya dengan sejumlah logam dan logam karbonat.

Reaksi dengan lamus. Lakmus adalah pewarna yang umumnya digunakan untuk membedakan larutan asam dan basa, seperti ditunjukkan pada Gambar 18.2. Larutan asam berair menyebabkan kertas lakmus biru berubah menjadi merah. Larutan basa berair menyebabkan kertas lakmus merah menjadi biru.

Reaksi dengan logam dan logam karbonat. Magnesium dan seng bereaksi dengan larutan asam berair menghasilkan gas hidrogen. Reaksi antara seng dan asam klorida dijelaskan dengan persamaan berikut.

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)

Logam karbonat dan hidrogen karbonat juga beraksi dengan larutan asam berair menghasilkan gas karbondioksida (CO2). Jika cuka ditambahkan ke baking soda, sebuah reaksi busa akan terjadi antara asam asetat (HC2H3O2) yang terlarut dalam cuka, dan natrium hidrogen karbonat (NaHCO3). Dihasilkannya gas CO2 menyebabkan timbulnya gelembung. NaHCO3(s) + HC2H3O2(aq) → NaC2H3O2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Ahli Geologi mengidentifikasi batuan sebagai batu kapur (terutama CaCO3) dengan menggunakan larutan asam klorida. Jika beberapa tetes asam klorida menghasilkan gelembung karbon dioksida, berarti batuannya mengandung kapur.

■ Gambar 18.2 Asam kuat asam klorida (HCl), juga disebut dengan asam muriat, digunakan untuk membersihkan bata dan beton. Basa kuat natrium hidroksida, (NaOH) dapat membersihkan saluran air yang mampet

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

1. Tulis persamaan setara untuk reaksi antara.

a. aluminum dan asam sulfat

b. kalsium karbonat dan asam hidrobromat

2. Tantangan Tulis persamaan ionik bersih untuk reaksi di Soal 1b.

Section 18.1 • Introduction to Asam dan Basa 635

▼

■ Gambar 18.3 Lihat bagaimana [H+] dan [OH-] berubah bersamaan. Saat [H+] turun ke kanan, [OH-] bertambah ke kanan.

Identifikasi titik di diagram di mana kedua konsentrasi ion seimbang.

Acidity

[H+]

Netral Basicity

[OH-]

Ion Hydronium dan hidroksida Semua larutan air mengandung ion hidrogen (H+) dan ion hidroksida (OH-). Jumlah relatif kedua ion menentukan apakah sebuah larutan bera i r i tu asam, basa ,a tau ne t ra l . Larutan netral t idak bersifat asam maupun basa.

Larutan asam mengnadung lebih banyak ion hidrogen daripada ion hidroksida. Larutan basa mengandung lebih banyak ion hidroksida daripada ion hidrogen. Larutan netral mengandung konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida yang seimbang. Gambar 18.3 menggambarkan hubungan ini. Gambar 18.4 menjelaskan bagaimana ilmuwan memahami asam dan basa.

Air murni menghasilkan jumlah ion H+ dan ion OH- yang sama dalam proses yang disebut ionisasi diri, di mana molekul air bereaksi membentuk ion hydronium (H3O+) dan ion hidroksida.

H2O(l) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH-(aq) Air molekul ion Hydronium ion Hidroksida

Ion hydronium adalah ion hidrogen yang memiliki molekul air yang terikat dengan ikatan kovalen. Simbol H+ dan H3O+ dapat saling dipertukarkan, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan ionisasi diri yang disederhanakan berikut.

H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH-(aq)

■ Gambar 18.4

Sejarah Asam dan BasaPemahaman saat ini mengenai struktur dan perilaku asam dan basa didasarka pada kontribusi para ahli kimia, ahli biologi, ilmuwan lingkungan, dan para penemu selama 150 tahun terakhir.

1869 Asam Nukleat ditemukan dalam inti sel. DNA dan RNA adalah contoh dari asam nukleat.

1909 Pengembangkan skala pH membuat para ilmuwan bisa mendefinisikan keasaman suatu zat.

1865 Penggunaan pertama spray antiseptik yang mengandung asam karbolat menandai awal operasi bedah antiseptik modern.

1883 Svante Arrhenius berpendapat bahwa asam menghasilkan ion hidrogen (H+) dan basa menhasilkan ion hidroksida (OH-) saat larut dalam air.

1923 Para ilmuwan mengembangkan dan memperbaiki definisi asam dan basa, menghasilkan definisi yang saat ini digunakan.

▼▼

Model ArrheniusJika air murni secara sendirinya adalah netral, baga imana sebuah larutan a i r b i sa menjadi bers i fa t asam a tau basa ? Orang pertama yang menjawab pertanyaan ini adalah seorang kimiawan dari Swedia Svante Arrhenius, yang pada 1883 mengusulkan apa yang sekarang disebut model asam dan basa Arrhenius. Model Arrhenius menyatakan bahwa asam adalah suatu zat yang mengandung hidrogen dan mengionisasi untuk menghasilkan ion hidrogen dalam larutan berair. Basa adalah sautu zat yang mengandung gugus hidroksida dan berdisosiasi menghasilkan ion hidroksida dalam larutan berair.

Asam dan basa Arrhenius Satu contoh dari model asam dan basa Arrhenius, yaitu apa yang terjadi ketika gas hidrogen klorida larut di air. Molekul HCl terionisasi menghasilkan ion H+, yang membuat larutan menjadi bers i fa t asam .

HCl(g) → H+(aq) + Cl-(aq)

Ketika senyawa ionik natrium hidroksida (NaOH) larut dalam air, ia terdisosiai menghasilkanion OH-, yang membuat larutan menjadi basa.

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) Meski model Arrhenius dalam menjelaskan banyak

larutan asam dan basa, model ini memiliki kekurangan. Misalnya, ammonia (NH3) dan natrium karbonat (Na2CO3) tidak mengandung gugus hidroksida, tapi kedua zat tersebut menghasilkan ion hidroksida dalam larutan dan merupakan basa yang banyak dikenal. Natrium karbonat adalah senywa yang menyebabkan kebasaan Danau Natron, Tanzania, yang ditunjukkan dalam Gambar 18.5. Jelas, diperlukan suatu model yang bisa mencakup semua basa.

■ Gambar 18.5 Danau Natron di Great Rift Valley Afrika adalah kumpulan air yang basa secara alami. Air danau yang dipenuhi dengan natrium karbonat yang larut dari batuan vulkanik di sekelilingnya, mengalir ke danau tapi tidak bisa keluar. Penguapan mengkonsentrasi mineral menimbulkan kerak putih di permukaan dan air yang sangat basa.

&/,$!",%3

Incorporate informationdari this section intoyour Foldable.

1933–34 Para ilmuwan mengembangkan pengukur pH portabel.

1980S Pengukur pH silicon-chip tidak memiliki komponen kaca. Pengukur ini sekarang banyak digunakan di industri makanan, kosmetik dan farmasi.

2005 Para ilmuwan membuat super-acid yang lebih asam daripada asam sulfat 100%. Aplikasinya meliputi pemroduksian plastik kuat dan bensin oktan tinggi.

1953 James Watson, Francis Crick, dan Rosalind Franklin mempelajari asam nukleat DNA, yang mendasari kerangka kerja untuk industri bioteknologi saat ini.

1963 Para ilmuwan menemukan hujan asam di America Utara. Pengukuran pH menunjukkan hujan yang tercemar 100 kali lebih asam daripada hujan yang tidak tercemar.

Interactive Time Line To learn more about these discoveries dan others, visit glenco e .com .

Section 18.1 • Introduction to Acids and Bases 638

Model Brønsted-LowryAhki kimia dari Denmark Johannes Brønsted dan ahli kimia Inggris Thomas Lowry mengajukan sebuah model asam dan basa yang lebih inklusif — model yang berfokus pada ion hidrogen (H+). Pada model asam dan basa Brønsted-Lowry, asam adalah donor ion hidrogen. B asa adalah akseptor ion hidrogen.

Donor dan akseptor ion Hidrogen Simbol X dan Y menunjukkan unsur nonlogam atau ion polyatomic negatif. Jadi, rumus umum untuk asam dapat ditulis sebagai HX atau HY. Jika sebuah molekul asam HX larut dalam air, ia akan mendonasikan satu ion H+

ke satu molekul air. Molekul air bertindak sebagai basa dan menerima ion H+.

HX(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + X-(aq)

Setelah menerima ion H+, molekul air menjadi sebuah asam, H3O+. Ion hydronium (H3O+) adalah asam karena memiliki ion H+ ekstra yang bisa didonasikan. Setelah mendonasikan ion H+-nya, asam HX menjadi basa, X-. X- adalah basa karena memiliki muatan negatif dan dapat dengan mudah menerima ion hidrogen positif. Jadi, suatu reaksi asam-basa dalam arah yang berlawanan bisa terjadi. Asam H3O

+ bisa bereaksi dengan basa X- membentuk air dan HX, menghasilkan kesetimbangan berikut.

HX(aq) + H2O(1) H3O+(aq) + X-(aq)

Asam Basa Konjugasi Konjugasi

asam basa

■ Gambar 18.6 Ketika seorang ayah melempar bola ke anaknya, si ayah adalah seperti asam Brønsted-Lowry dan si anak adalah basa. Setelah si anak menangkap bolanya, dia menjadi seperti asam konjugasi.

Asam dan basa konjugasi Reaksi maju adalah reaksi asam dan a basa. Reaksi mundur juga merupakan reaksi asam dan basa. Asam dan basa yang bereaksi dalam arah berlawanan ditunjukan dalam persamaan sebagai asam konjugasi dan basa konjugasi.

Asam konjugasi adalah species yang dihasilkan ketika suatu basa menerima ion hidrogen. Basa H2O menerima ion hidrogen dari the asam HX dan menjadi asam konjugasi H3O+. Basa konjugasi adalah species yang terjadi ketika suatu asam mendonasikan sebuah ion hidrogen. Asam HX mendonasikan ion hidrogennya dan menjadi basa konjugasi X-. Dalam reaksi yang ditunjukkan di atas, ion hydronium (H3O+) adalah asam konjugasi dari basa H2O. Ion X- adalah basa konjugasi dari asam HX. Interaksi Brønsted-Lowry melibatkan pasangan asam-basa konjugasi. Padangan asam-basa konjugasi terdiri dari dua zat yang saling berhubungan dengan mendonasikan dan menerima satu ion hidrogen.

Sebuah analogi untuk pasangan asam-basa konjugasi ditunjukkan dalam Gambar 18.6. Ketika si ayah memegang bola, dia asam. Dia melemparkan bolanya (satu ion hidrogen) kepada anaknya. Sekarang anaknya adalah asam karena dia memegang bolanya (satu ion hidrogen) untuk didberikan. Si ayah sekarang basa karena dia siap untuk menerima bolanya (ion hidrogen). Si ayah adalah asam dan si anak adalah basa dalam reaksi maju. Dalam reaksi mundur, si anak memegang bola dan merupakan asam konjugasi sedangkan si ayah adalah basa konjugasi.

Uji Bacaan Jelaskan bagaimana ion HCO3 - bisa menjadi asam

Section 18.1 • Introduction to Acids and Bases 639

maupun basa.

+ -+ ⇌ +

■ Gambar 18.7 Hidrogen fluorida mendonasikan ion hidrogen ke molekul air, jadif

hidrogen fluorida adalah asam.Tentukan species m a n a y a n g m e r u p a k a n basa konjugasi hidrogen fluorida.

HF H2O H3O+ F-

Hidrogen fluorida—asam Brønsted-Lowry Perhatikan persamaan untuk ionisasi hidrogen fluorida (HF) dalam air, ditunjukkan di Gambar 18.7. Mana pasangan asam-basa konjugasinya? Hidrogen fluorida, asam dalam reaksi maju, menghasilkan basa konjugasinya F-, yang merupakan basa dalam reaksi mundur. Air, basa dalam reaksi maju, menghasilkan asam konjugasinya yaitu H3O+, yang merupakan asam dalam reaksi mundur.

HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F-(aq)

Asam Basa Konjugasi Konjugasi

asam basa

VOCABULARY

WORD ORIGIN

Konjugasicon– prefix; dari Latin, berartidengan atau bersamajugare, kata kerja; dari Latin, berarti bergabung

Hidrogen fluorida digunakan untuk membuat berbagai macam senyawa yang mengandung fluorine, seperti pelapis anti lengket pada dapur yang ditunjukkan pada Gambar 18.8. HF adalah asam menurut definisi Arrhenius maupun Brønsted-Lowry.

Ammonia—Basa Brønsted-Lowry Semua asam dan basa yang sesuai dengan definitsi asam dan basa Arrhenius juga sesuai dengan definisi Brønsted- Lowry. Tapi beberapa zat lain yang tidak memiliki gugus hidroksida sehingga tidak bisa dianggap sebagai basa menurut definisi Arrhenius bisa digolongkan sebagai asam menurut model Brønsted-Lowry. Satu contohnya adalah ammonia (NH3). Jika ammonia larut dalam air, air adalah asam Brønsted-Lowry dalam reaksi maju. Karena molekul NH3 menerima ion H+ membentuk ion ammonium (NH4

+), ammonia adalah basa Brønsted-Lowry dalam reaksi maju.

NH3(aq) + H2O(l) NH4 +(aq) + OH-

(aq) Basa Asam Konjugasi Konjugasi

asam basa

■ Gambar 18.8 Untuk membuat perrmukaan anti lengket yang mulus pada peralatan dapur, hidrogen fluorida direaksikan dengan senyawa organik yang disebut hydrokarbon untuk mensubtitusi atom fluorine dengan atom hidrogen.

Pada reaksi mundur, ion ammonium (NH4 +) memberikan sebuah ion

H+ untuk membentuk molekul ammonia sehingga bertindak sebagai asam Brønsted-Lowry. Ion ammonium adalah asam konjugasi dari basa ammonia. Ion hidroksida menerima ion H+ membentuk molekul air sehingga bertindak sebagai basa Brønsted-Lowry. Ion hidroksida adalah basa konjugasi dari asam air.

Air—asam dan basa Brønsted-Lowry Ingat bahwa ketika HF larut dalam air, air bertindak sebagai basa; jika NH3 larut dalam air, air bertindak

sebagai asam. Tergantung pada zat lain apa yang ada dalam larutan, air bisa bertindak sebagai asam ataupun basa. Air dan zat lain yang bisa bertindak baik sebagai asam maupun basa disebut amfoter.

—

—

■ Gambar 18.9 Suatu hidrogen bisa diionisasi tergantung pada polaritas ikatannya. Dalam asam asetat, oksigen lebih elektronegatif daripada hidrogen. Ikatan antara oksigen dan hidrogen bersifat polar, jadi

atom hidrogen bisa terionisasi dalam larutan.

H O

H — C — C δ- δ+

H

δ+ δ- H H

H — F

Dalam hidrogen fluorida, fluorine sangat electronegatif, jadi HF adalah asam dalam larutan. Pada benzena, perbedaan elektronegatifitas antara karbon dan atom hidrogen, jadi benzena bukan

H O — H

H

asam. Asam asetat Hidrogen fluorida Benzena

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

3. Identiifkasi pasangan asam-basa konjugasi dalam setiap reaksi.

a. NH4 +(aq) + OH-(aq) ⇌ NH3(aq) + H2O( l)

b. HBr(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + Br-(aq)

c. CO3 2-(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3

-(aq) + OH-(aq)

4. Tantangan. Hasil dari suatu reaksi asam-basa adalah H3O+ dan SO4

2-. Tulis persamaan setara untuk reaksi t e r s e b u t dan tunjukkan pasangan asam-basa konjugasi nya.

Asam Monoprotik dan PolyprotikDari rumus kimia HCl dan HF, Anda tahu bahwa setiap asam memiliki satu ion hidrogen per molekul. Asam yang hanya bisa mendonasikan satu ion hidrogen disebut asam monoprotic. Asam monoprotic lainnya adalah asam perklorat (HClO4), asam nitrat (HNO3), asam hidrobromat (HBr), dan asam asetat (CH3COOH). Karena asam asetat adalah asam monoprotic , rumusnya biasanya ditulis HC2H3O2 untuk menekankan fakta bahwa hanya satu dari keempat atom hidrogen dalam molekul yang bisa terionisasi.

Atom hidrogen yang bisa terionisasi Perbedaan antara atom hidrogen asam asetat yang bisa terionisasi dan ketiga atom hidrogen lainnya adalah bahwa atom yang bisa terionisasi terikat pada unsur oksigen, yang lebih electronegatif daripada hidrogen. Perbedaan keelektronegatifannya membuat ikatan antara oksigen dan hidrogen bersifat polar. Struktur asam asetat ditunjukkan pada Gambar 18.9, beserta dengan struktur asam HF dan benzene non-asam (C6H6). Atom hidrogen dalam hidrogen fluorine terikat pada atom fluorine yang sangat elektronegatif, sehingga ikatan hidrogen-fluorine bersifat polar dan atom fluorine bisa terionisasi sampai batas tertentu. Akan tetapi, atom hidrogen dalam benzena masing-masing terikat pada atom karbon. Atom karbon keelektronegatifannya hampir sama dengan hidrogen. Ikatannya bersifat nonpolar, jadi benzena bukan asam.

Ada asam yang mendonasikan lebih dari satu ion hidrogen. Misalnya, asam sulfat (H2SO4) dan asam karbonat (H2CO3) bisa menyumbangkan dua ion hidrogen. Dalam setiap senyawa, kedua atom hidrogen terikat pada atom oksigen melalui ikatan polar. Asam yang mengandung dua atom hidrogen yang bisa terionisasi per molekul disebut asam diprotik. Asam fosfat (H3PO4) dan asam borat (H3BO3) mengandung tiga hidrogen yang bisa terionisasi per molekul. Asam yang bisa menyumbangkan tiga ion hidrogen disebut asam triprotik. Istilah asam polyprotik bisa

digunakan untuk semua asam yang memiliki lebih dari satu atom hidrogen yang bisa terionisasi.

Tabel 18.1Beberapa Asam yang Umum dan Basa Konjugasinya

Asamm

Basa Konjugasi

Nama Rumus Nama Rumus

Asam Klorida HCl Ion klorida Cl-

Asam Nitrat HNO3 Ion nitrat NO3 -

Asam sulfat H2SO4 Ion Hidrogen sulfat HSO4 -

Ion Hidrogen sulfat HSO4 - Ion Sulfat SO4

2-

Asam Hydrofluorat HF Ion Fluoride F-

Asam Hydrocyanat HCN Sianida CN-

Asam asetat HC2H3O2 Ion asetat C2H3O2 -

Asam fosfat H3PO4 Ion Dihydrogen fosfat H2PO4 -

Ion Dihydrogen fosfat H2PO4 - Ion Hidrogen fosfat HPO4

2-

Ion Hidrogen fosfat HPO4 2- Ion fosfat PO4

3-

Asam karbonat H2CO3 Ion Hidrogen karbonat HCO3 -

Ion hidrogen karbonat HCO3 - Ion Karbonat CO3

2-

Semua asam poliprotik mengionisasi secara bertahap. Ketiga ionisasi asam fosfat dijelaskan dengan persamaan berikut..

H3PO4(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + H2PO4 -(aq)

H2PO4 -(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + HPO4

2-(aq) HPO4

2-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + PO4 3-(aq)

Tabel 18.1 mencantumkan beberapa asam monoprotik dan polyprotik yang umum.

Model LewisPerhatikan bahwa semua zat yang digolongkan sebagai asam dan basa oleh model Arrhenius digolongkan sebagai asam dan basa oleh model Brønsted-Lowry. Selain itu, beberapa zat yang tidak digolongkan sebagai basa oleh model Arrhenius digolongkan sebagai basa oleh model Brønsted-Lowry.

Maka mungkin Anda tak akan terkejut jika Anda mengetahui bahwa sebuah model asam dan basa yang lebih umum pernah diajukan oleh ahli kimia dari Amerika yaitu G. N. Lewis (1875–1946). Ingat bahwa Lewis mengembangkan teori ikatan kimia pasangan elektron dan memperkenalkan struktur Lewis untuk menelusuri elektron dalam atom dan molekul. Dia mengaplikasikan teori ikatan kimia pasangan elektronnya ke reaksi asam-basa. Lewis berpendapat bahwa suatu asam adalah suatu ion atau molekul dengan orbital atom yang kosong yang bisa menerima (berbagi) sebuah pasangan elektron. Basa adalah ion atau molekul dengan sebuah pasangan elektron bebas yang bisa ia sumbangkan (berbagi). Menurut model Lewis, asam Lewis adalah penerima pasangan elektron dan basa Lewis adalah donor pasangan elektron. Perhatikan bahwa model Lewis mencakup semua

zat yang digolongkan sebagai asam dan basa Brønsted-Lowry dan banyak lagi.

——

——

——

——

——

——

Donor dan akseptor pasangan electron Perhatikan reaksi antara ion hidrogen (H+) dan ion fluorida (F-) untuk membentuk molekul hydrogen fluoride (HF). Peran pasangan elektron dijelaskan melalui struktur Lewis berikut.

H+ + F -

H F

VOCABULARY

ACADEMIC VOCABULARY

ConformSama atau identikTheir behavior conforms to the expectations of the community.

Lewis asam Lewis basa

Dalam reaksi ini, ion H+ adalah asam Lewis. Orbital 1s-nya yang kosong menerima pasangan elektron dari ion F-. Ion fluorida adalah basa Lewis. Ia menyumbangkan sebuah pasangan elektron bebas untuk membentuk ikatan hidrogen-fluorine dalam HF. Perhatikan bahwa reaksi ini juga sesuai dengan model asam dan basa Brønsted-Lowry karena H+ bisa dianggap sebagai donor ion hidrogen dan F- akseptor ion hidrogen.

Anda mungkin terkejut jika Anda tahu bahwa reaksi gas boron tri fluoride (BF3) dengan gas ammonia (NH3) yang menghasilkan BF3NH3 adalah reaksi asam-basa Lewis.

F H F H

F — B N — H F — B — N — H

F H F H

Lewis asam Lewis basa

Ingat dari Bab 8 bahwa atom boron pada BF3 memiliki enam elektron valensi, sehingga orbital yang kosong bisa menerima pasangan elektron dari basa Lewis.

Reaksi asam-basa Lewis lainnya terjadi ketika gas sulfur trioksida (SO3) bereaksi dengan magnesium oksida padat (MgO).

SO3(g) + MgO(s) → MgSO4(s)

Bagian asam-basa dari reaksi tersebut melibatkan sulfur trioksida (SO3) dan the ion oksida (O2-) dari magnesium oksida. Hasilnya adalah ion sulfat.

O

O — S

O

asam Lewis

O 2-

basa Lewis

O 2-

O — S — O

O

Perhatikan bahwa molekul SO3, sebuah asam Lewis, menerima pasangan elektron dari ion O2-, sebuan basa Lewis. Model asam-basa Arrhenius, Brønsted-Lowry, dan Lewis dirangkum pada Tabel 18-2.

Tabel18.2

Tiga Model Asam dan Basa

Tabel InteraktifJelajahi asam dan basa di glenco e .com .

Model Def in i s i Asam Definisi Basa

Arrhenius Penghasil H+ Penghasil OH-

Brønsted-Lowry donor H+ a k s e p t o r H+

Lewis akseptor electron d o n o r elektron

Reaksi SO3 dan MgO penting karena menghasilkan magnesium sulfat, garah yang membentuk heptahydrat yang dikenal sebagai garam Epsom (MgSO4·7H2O). Garam Epsom memiliki banyak kegunaan, termasuk meringankan sakit otot dan bertindak sebagai nutrisi tanaman. Reaksi membentuk magnesium sulfat juga memiliki aplikasi di lingkungan. J ika MgO diinjeksikan ke gas corong dari pabrik yang ditenagai batu bara, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 18.10, ia akan bereaksi dan menghilangkan SO3. Jika SO3 dibiarkan masuk ke atmosfer, ia bisa bergabung dengan air di udara membentuk asam sulfat, yang jatuh ke Bumi sebagai endapan asam.

Hubungan ke Ilmu Bumi Anhidrida Seperti molekul SO3yang telah Anda baca, molekul gas karbon diaksida di udara juga berkombinasi dengan molekul air di endapan membentuk asam yang disebut asam karbonat (H2CO3). Jika hujan asam mencapai tanah, sebagian akan masuk ke tanah dan menyentuh lapisan tanah kapur, yang perlahan-lahan akan melarutkan kapur. Selama ribuan than, disolusi kapur menciptakan gua-gua kapur bawah tanah. Dalam sebuah gua, air tanah bisa menetes dari langit-langit dan mengendapkan sebagian kapur yang terlarut. Endapan yang berbentuk seperti bekuan air di langit-langit gua disebut stalakti t . Massa berbentuk bulat yang muncul dari lantai gua disebut stalagmit.

Pembentukan gua terjadi karena karbon dioksida adalah asam anhidrida. Asam anhidrida adalah oksida yang bisa berkombinasi dengan membentuk asam. Oksida lain berkombinasi dengan air membentuk basa. Misalnya, kalsium oksida (CaO, kapur) membentuk basa kalsium hidroksida Ca(OH)2. Seca ra umum, oks ida unsu r -unsu r l ogam memben tuk basa; oksida nonlogam membentuk asam.

Gambar 18.10 Sulfur trioksida, gas buang dari pembakaran batu bara, bisa dihilangkan dari gas cerobong asap dengan mengombinasikannya dengan magnesium oksida dalam reaksi asam-basa Lewis. Perhatikan that meski ada banyak uap yang muncul dari menara-menara pendingin, asap yang terlihat di cerobong asap hanya sedikit

Section 18.1 PenilaianRingkasan Bagian◗ Konsentasi ion hidrogen dan ion

hidroksida menentukan apakah suatu larutan asam itu asam, basa,atau netral.

◗ Asam Arrhenius h a r u s b e r i s i atom hidrogen yang dapat terionisasi. Basa Arrhennius harus mengandung gugus hidroksida yang dapat terionisasi.

◗Asam Brønsted-Lowry a d a l a h donor ion hidrogen. Basa Brønsted-Lowry adalah akseptor ion hidrogen.

◗ Asam Lewis menerima pasangan elektron. Basa Lewis menyumbangkan elektron

5. Jelaskan mengapa banyak asam dan basa Lewis yang tidak bisa digolongkan sebagai asam dan basa Arrhenius atau Brønsted-Lowry.

6. Bandingkan sifat fisika dan kimia dari asam dan basa.7. Jelaskan bagaimana konsentrasi ion

hidrogen dan ion hidroksida menentukan apakah suatu larutan itu asam, basa, atau netral.

8. Jelaskan mengapa banyak

senyawa yang mengandung satu atau lebih atom hidrogen tidak digolongkan sebagai asam Arrhenius.

9. Identifikasi pasangan asam-basa konjugasi dalam persamaan berikut. HNO2 + H2O ⇌ NO2

- + H3O+

10. Tulis struktur Lewis untuk fosfor triklorida (PCl3). Apakah PCl3 asam Lewis, basa Lewis, atau bukan keduanya?

11. Menginterpretasi gambar ilustrasi. Dalam rumus struktur berikut, identifikasi atom hidrogen mana yang kemungkinan dapat terionisasi.

Self-Check Quiz glenco e .com Section 18.1 • Introduction to Asam dan Basa 643

Section 18.2 • Strengths of Acids and Bases 644

Section 18.2

Tujuan◗ Menghubungkan kekuatan

asam atau basa dengan derajat ionisasinya.

◗ Membandingkan kekuatan asam lemah dengan kekuatan basa konjugasinya.

◗ Menjelaskan hubungan antara kekuatan asam dan basa dan nilai-nilai konstanta ionisasinya.

Ulasan Kosakataelektrolit: suatu senyawa ionik yang larutan airnya mengkonduksi arus listrik

Kosakata Baruasam kuat

asam lemahkonstanta asam ionisasi basa kuatbasa lemahkonstanta ionisasi basa

KekuatanAsam dan Basa-!). )DEA Dalam larutan, asam dan basa kuat mengionisasi sepenuhnya, tapi asam dan basa lemah mengionisasi sebagian.

Hubungan Bacaan Keberhasilan suatu operan dalam permainan sepak bola tergantung pada si pengoper dan si penerima. Seberapa siap si pengoper mengoper bolanya? Seberapa siap si penerima menerima bolanya? Dengan cara serupa, dalam reaksi asam dan basa, berlangsungnya suatu reaksi tergantung pada seberapa siap asam mendonasikan ion hidrogen dan how seberapa siap basa menerima ion hidrogen.

Kekuatan AsamSalah satu sifat larutan asam dan basa adalah mengkonduksi listrik. Apa yang bisa diketahui dari konduktivitas listrik pada ion hidrogen dan ion hidroksida dalam larutan air?

Misalnya Anda menguji konduktivitas listrik sebuah larutan asam klorida dan asam asetat 0.10M. Bersinarnya bola dalam Gambar 18.11 menunjukkan bahwa larutan tersebut mengkonduksi listrik. Akan tetapi, jika Anda membandingkan terangnya bola lampu yang terhubung dengan larutan HCl dalam Gambar 18.11 dengan terangnya bola lampu yang terhubung ke larutan HC2H3O2 dalam Gambar 18.12, Anda akan

mengetahui perbedaannya. Larutan HCl 0.10M mengkonduksi listrik lebih baik dari larutan HC2H3O2 0.10M. Mengapa hal ini benar jika konsentrasi kedua asam sama-sama 0.10M?

Asam kuat Jawabannya adalah ion yang membawa arus listrik melalui larutan dan semua molekul HCl yang terkandung dalam larutan sepenuhnya terionisasi menjadi ion hydronium dan ion klorida. Asam yang mengionisasi sepenuhnya disebut asam kuat. Karena asam kuat menghasilkan jumlah ion yang maksimal, asam kuat adalah konduktor listrik yang baik.

■ Gambar 18.11 Sinar berrsinar terang jika elektrodanya ditempatkan dalam larutan asam klorida 0.10M karena semua HCl berada dalam bentuk ion hydronium dan ion klorida.

Ion hidronium

+

Ion klorida

-

Molekul asam asetat

Ion asetat

-+

ion Hydronium

■ Gambar 18.12 Jika elektroda ditempatkan dalam larutan asam asetat 0.10M, sinarnya redup. Bandingkan gambar ini dengan Gambar 18.11.

Jelaskan perbedaan terangnya bola lampu menurut konsentrasi ion dalam larutan.

Ionisasi asam klorida di air bisa ditunjukkan dengan persamaan berikut, yang memiliki satu panah yang mengarah ke kanan. Ingat bahwa satu panah berarti reaksinya berlangsung sampai selesai.

HCl(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl-(aq)

Karena asam kuat memproduksi jumlah ion yang maksimum, larutan asam kuat adalah konduktor listrik yang baik. Nama dan persamaan ionisasi untuk beberapa asam kuat ditunjukkan dalam Tabel 18.3.

Asam lemah Jika bola lampu yang menyala terang mengandung larutan HCl dikarenakan banyaknya ion dalam larutan, yang ditunjukkan dalam Gambar 18.11, maka bola lampu yang menyala redup yang mengandung larutan HC2H3O2 , ditunjukkan pada Gambar 18.12, pasti berarti bahwa larutan asam asetat memiliki ion yang lebih sedikit. Karena kedua larutan memiliki konsentrasi molar yang sama, Anda bisa menyimpulkan bahwa asam asetat tidak terionisasi sepenuhnya. Asam yang mengionisasi sebagian dalam larutan air encer adalah asam lemah. Asam lemah memproduksi ion yang lebih sedikit sehingga tidak bisa mengkonduksi listrik sebaik asam kuat. Tabel 18.3 menunjukkan persamaan ionisasi untuk beberapa asam lemah.

Tabel 18.3 Persamaan Ionisasi

Asam Kuat Asam Lemah

Nama Persamaan Ionisasi Nama Persamaan Ionisasi

Klorida HCl → H+ + Cl- Hydrofluoric HF ⇌ H+ + F-

Hydroiodic HI → H+ + I- Acetic HC2H3O2 ⇌ H+ + C2H3O2 -

Perchloric HClO4 → H+ + ClO4 - Hydrosulfuric H2S ⇌ H+ + HS-

Nitric HNO3 → H+ + NO3 - Carbonic H2CO3 ⇌ H+ + HCO3

-

Sulfuric H2SO4 → H+ + HSO4 - Hypochlorous HClO ⇌ H+ + ClO-

Kimia Sehari-HariHidrogen Sianida

Kekuatan asam dan model Brønsted-Lowry Bisakah model Brønsted-Lowry menjelaskan mengapa HCl terionisasi sepenuhnya tapi HC2H3O2

hanya membentuk sedikit ion? Misalnya ionisasi untuk sembarang asam kuat HX. Ingat bahwa asam pada sisi reaktan dari persamaan menghasilkan basa konjugasi pada sisi produk. Dengan cara yang sama, basa pada sisi reaktan menghasilkan asam konjugasi.

HX(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + X-(aq)

Asam Basa Konjugasi Konjugasi

asam basa

Senyawa mematikan Hidrogen sianida (HCN) adalah gas beracun yang ditemukan di knalpot kendaraan, di rokok dan asap hutan, dan pada asap pembakaran plastik yang mengandung nitrogen. Beberapa serangga seperti millipedes dan burnet moths melepaskan hidrogen sianida sebagai mekanisme pertahanan diri. Larutan hidrogen sianidadalam air disebut asam hidrosianat. Buah yang mempunyai biji, seperti ceri atau peach, mengandung cyanohydrins, yang berubah menjadi asam hidrosianat dalam sistem pencernaan jika dimakan. Namun, asam hidrosianat tidak diproduksi pada daging buah-buah ini, sehingga buahnya aman untuk dimakan.

HX merupakan asam kuat dan basa konjugasinya lemah. Artinya, HX hampir 100% terionisasi karena H2O adalah basa yang lebih kuat (pada reaksi maju) daripada basa konjugasi X- (pada reaksi mundur). Dengan kata lain, kesetimbangan ionisasi hampir sepenuhnya ke kanan karena basa H2O memiliki daya tarik yang lebih besar untuk ion H+ dibanding dengan basa X-. Anggap ini seperti peperangan antar basa: Mana di antara keduanya (H2O atau X-) yang memiliki daya tarik lebih besar untuk ion hidrogen? Pada kasus semua asam kuat, air adalah basa yang lebih kuat. Perhatikan bahwa persamaan tersebut ditunjukkan dengan satu panah ke arah kanan.

Apa bedanya untuk sembarang asam lemah, HY?

HY(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Y-(aq) Asam Basa Konjugasi Konjugasi

asam basa

Kesetimbangan ionisasi untuk asam lemah terletak paling kiri karena basa konjugasi Y- memiliki daya tarik lebih besar untuk ion H+ dibanding dengan basa H2O. Dalam peperangan antar basa, basa konjugasi Y- (pada reaksi mundur) lebih kuat daripada basa H2O (pada reaksi maju) dan mampu menangkap ion H+. Pada kasus asam asetat, basa konjugasi C3H2O2

- (pada reaksi mundur) memiliki daya tarik lebih kuat pada ion hidrogen dibanding dengan basa H2O (pada reaksi maju).

HC2H3O2(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + C2H3O2 -(aq)

Perhatikan bahwa persamaan tersebut ditunjukkan dengan panah kesetimbangan.

Uji Bacaan Rangkumlah perbedaan penting antara asam kuat dan asam lemah menurut perang antar basa.

Konstanta ionisasi Asam Meski model Brønsted-Lowry membantu menjelaskan kekuatan asam, model tersebut tidak memiliki cara untuk secara kuantitatif mengekspresikan kekuatan suatu asam atau membandingkan kekuatan berbagai asam. Persamaan konstanta kesetimbangan memberikan ukuran kuantitatif kekuatan asam.

Seperti yang Anda telah baca, asam lemah menghasilkan campuran setimbang molekul dan ion pada larutan berair. Jadi, kesetimbangan, Keq, memberikan ukuran kuantitatif dari derajat ionisasi asam. Misalnya asam (HCN) hidrosianat, juga dikenal sebagai asam prussic yang digunakan

dalam cat, ukiran, dan baja tempa.

asam ionisasi konstanta

Tabel 18.4 Konstanta Ionisasi untuk Asam Lemah

Asam Persamaan Ionisasi Ka (298 K)

Hydrosulfat, ionisasi pertama H2S ⇌ H+ + HS- 8.9 × 10-8

Hydrosulfat, ionisasi kedua HS- ⇌ H+ + S2-1 × 10-19

Hydrofluorat HF ⇌ H+ + F- 6.3 × 10-4

Hydrosianat HCN ⇌ H+ + CN-6.2 × 10-10

Asetat CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-1.8 × 10-5

Karbonat, ionisasi pertama H2CO3 ⇌ H+ + HCO3 -

4.5 × 10-7

Karbonat, ionisasi kedua HCO3 - ⇌ H+ + CO3

2-4.7 × 10-11

2

3 =

Persamaan ionisasi dan konstanta kesetimbangan untuk asam hidrosianat adalah sebagai berikut.

HCN(aq) + H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + CN-(aq)[H3O

+][CN-]Keq =

[HCN][H O]

Konsentrasi cairan H2O pada penyebut persamaan di atas dianggap konstan dalam larutan air encer, sehingga bisa dikombinasikan dengan Keq menghasilkan suatu konstanta kesetimbangan baru, Ka.

KARIR DI BIDANG KIMIA

Keq [H2O] = Ka =[H O+][CN-]

[HCN] 6.2 10-10

Ka disebut konstanta ionisasi asam. Ka adalah nilai konstanta kesetimbangan untuk ionisasi asam lemah. Seperti semua konstanta kesetimbangan, nilai Ka menunjukkan apakah reaktan atau produk yang akan terjadi pada kesetimbangan. Untuk asam lemah, konsentrasi ion (produk) p a d a p e n y e b u t cenderung kecil dibanding dengan konsentrasi molekul tak terionisasi (reaktan) dalam pembilang. Asam yang paling lemah memiliki nilai Ka paling kecil karena larutan mereka memiliki konsentrasi ion paling rendah dan konsentrasi molekul asam tak terionisasi tertinggi. Nilai Ka dan persamaan ionisasi untuk beberapa asam lemah ditulis pada Tabel 18.4. Perhatikan bahwa asam poliprotik tidak selalu asam kuat untuk ionisasi-ionisasinya. Tiap ionisasi asam poliprotik memiliki nilai Ka, dan nilainya menurun setiap masing-masing ionisasi yang sudah selesai.

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glencoe.com

12. Tulis persamaan ionisasi dan konstanta ionisasi asam untuk masing-masing asam.a. HClO2 b. HNO2 c. HIO

13. Tulis persamaan ionisasi pertama dan kedua untuk H2SeO3.

[AsO4 3-][H3O

+]14. Tantangan Diketahui persamaan Ka =

[HCN] , tulis persamaan

kesetimbangan untuk reaksi yang bersangkutan.

`

Pemelihara tanaman Perkembangbiakan dan pertumbuhan tanaman adalah tugas utama bagi seorang pemelihara tanaman. Kerjanya meliputi menanam, membabat, mencangkok dan menjual semua macam bahan tanaman. Pemelihara tanaman harus tahu nutrisi apa yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman yang optimal dan kondisi tanah seperti apa, termasuk keasaman, yang mendorong pertumbuhan terbaik untuk setiap macam tanaman. Untuk informasi lainnya mengenai karir di bidang kimia, kunjungi glenco e .com .

Tabel18.5

Persamaan Disosiasi untuk Basa Kuat

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)

KOH(s) → K+(aq) + OH-(aq)

RbOH(s) → Rb+(aq) + OH-(aq)

CsOH(s) → Cs+(aq) + OH-(aq)

Ca(OH)2(s) → Ca2+(aq) + 2OH-(aq)

Ba(OH)2(s) → Ba2+(aq) + 2OH-(aq)

Membandingkan Kekuatan Asam

Bagaimana Anda bisa menentukan kekuatan relatif suatu larutan asam?

Prosedur

1. Baca dan lengkapi form keselamatan praktikum.

2. Gunakan sebuah silinder ukur 10-mL untuk mengukur 3 mL asam asetat glasial. Gunakan pipet tetes untuk memasukkan asam t e r s e b u t k e Lubang A1 dari sebuah mikroplat 24-lubang.AWAS: Asam astetat glasial bersifat korosif dan beracun bila dihirup. Gunakan dengan hati-hati.

3. Turunkan elektroda pengetes konduktivitas ke Lubang A1. Catat hasil Anda.

4. B i l a s s i l i n d e r u k u r dan pipet dengan air. Ukur 3 mL asam asetat 6.0M, dan masukkan ke Lubang A2 pada mikroplat. Uji dan catat konduktivitas larutan tersebut.

5. Ulangi Langkah 4 dengan asam asetat 1.0M dan asam asetat 0.10M berturur-turut menggunakan lubang A3 dan A4.

Analisis

1. Tulis persamaan ionisasi asam asetat di air dan konstanta kesetimbangannya (Keq = 1.8 × 10-5). Apa yang ditunjukkan oleh besarnya Keq terhadap derajat ionisasi?

2. Jelaskan apakah perkiraan persen ionisasi sesuai dengan hasil percobaanmu: asam asetat glasial, 0.1%; asam asetat 6.0M , 0.2%; asam asetat 1.0M , 0.4%; asam asetat 0.1M, 1.3%.

3. Nyatakan hipotesis yang menjelaskan pengamatanmu menggunakan jawabanmu untuk Pertanyaan 2.

4. Gunakan hipotesismu untuk menarik kesimpulan tentang perlunya menggunakan banyak air untuk membilas jika asam tumpah pada jaringan hidup.

Kekuatan BasaApa yang telah Anda baca mengenai asam bisa diaplikasikan ke basa, tapi yang terlibat adalah ion OH-, bukan ion H+. Contoh, konduktivitas basa tergantung pada sejauh mana basa memproduksi ion OH- dalam larutan air.

Basa k u a t basa yang seluruhnya terdisosiasi menjadi ion logam dan ion hidroksida dikenal sebagai basa kuat. Jadi, logam hidroksida, seperti natrium hidroksida (NaOH), adalah basa kuat.

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq)

Beberapa logam hidroksida, seperti kalsium hidroksida (Ca(OH)2) memiliki kelarutan rendah sehingga merupakan sumber ion OH- yang buruk. Perhatikan bahwa konstanta hasil kali kelarutan, Ksp, untuk kalsium hidroksida (Ca(OH)2) nilainya kecil, menunjukkan bahwa ada sedikit ion OH- dalam larutan jenuh.

Ca(OH)2(s) ⇌ Ca2+(aq) + 2OH-(aq) Ksp = 6.5 × 10-6

Meski demikian, kalsium hidroksida dan logam hidroksida yang bisa sedikit larut lainnya dianggap basa kuat karena semua senyawa yang larut sepenuhnya terdisosiasi. Persamaan disosiasi untuk beberapa basa kuat dicantumkan pada Tabel 18.5.

Basa Lemah Berlainan dengan basa kuat, basa lemah hanya terionisasi sebagian dalam larutan air encer. Misalnya, methylamine (CH3NH2) bereaksi dengan air menghasilkan campuran kesetimbangan antara molekul CH3NH2 , ion CH3NH3

+, dan ion OH-.

CH3NH2(aq) + H2O(l) → CH3NH3 +(aq) + OH-(aq)

Asam Basa Konjugasi Konjugasiasam

basa

649 Chapter 18 • Acids and Bases

Tabel 18.6 Ionisasi Konstanta of Lemah Basa

Basa Ionisasi Persamaan Kb (298 K)

Ethylamine C2H5NH2(aq) + H2O(l) ⇌ C2H5NH3 +(aq) + OH-(aq) 5.0 × 10-4

Methylamine CH3NH2(aq) + H2O(l) ⇌ CH3NH3 +(aq) + OH-(aq) 4.3 × 10-4

Ammonia NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4 +(aq) + OH-(aq) 2.5 × 10-5

Aniline C6H5NH2(aq) + H2O(l) ⇌ C6H5NH3 +(aq) + OH-(aq) 4.3 × 10-10

Kesetimbangan ini berada di ujung kiri basanya, CH3NH2, adalah basa lemah dan basa konjugasinya, ion OH-, adalah basa kuat. Ion hidroksida memiliki daya tarik lebih besar terhadap ion hidrogen dibanding daya tarik molekul methyl amine.

Konstanta ionisasi basa Seperti asam lemah, basa lemah juga membentuk campuran kesetimbangan antara molekul dan ion di larutan air. Konstanta kesetimbangan memberikan suatu ukuran sejauh mana ionisasi basa tersebut. Konstanta kesetimbangan untuk ionisasi methylamine di air didefinisikan dengan konstanta kesetimbangan berikut.

[CH3NH3 +][OH-]

Kb = [CH3NH2]

Konstanta ionisasi basa, Kb, adaah nilai konstanta kesetimbangan untuk ionisasi suatu basa. Semakin kecil nilai Kb, semakin lemah basa tersebut. Nilai Kb dan persamaan ionisasi untuk beberapa basa lemah tercantum pada Tabel 18.6.

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

15. Tulis persamaan ionisasi dan konstanta ionisasi basa untuk basa berikut ini.

a. hexylamine (C6H13NH2) c. ion karbonat (CO3 2-)

b. propylamine (C3H7NH2) d. ion hidrogen sulfite (HSO3 -)

16. Tantangan T u l i s persamaan untuk kesetimbangan basa d i m a n a basa pada reaksi m a j u a d a l a h is PO4

3- dan the basa in the reverse reaksi is OH-.

Bagian 18.2 PenilaianRingkasan Bagian◗ Asam kuat dan basa kuat

sepenuhnya terionisasi dalam larutan air encer. Asam Lemah dan basa lemah sebagian terionisasi dalam larutan air encer.

17. -!). )DEA Jelaskan kandungan larutan air encer dari asam kuat HI dan asam lemah HCOOH.

18. Hubungkan kekuatan asam lemah dengan kekuatan basa konjugasinya.

19. Tunjuk pasangan asam-basa konjugasi pada tiap persamaan.

a. HCOOH(aq) + H2O(l) ⇌ HCOO-(aq) + H3O+(aq)+(aq) + OH-(aq)◗ Untuk asam lemah dan basa lemah,

nilai konstanta ionisasi asam atau basa adalah ukuran kekuatan dari asam atau basa.

b. NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4

20. Apa yang bisa kau ketahui dari Kb untuk aniline (C6H5NH2) (Kb = 4.3 × 10-10).

21. Menginterpretasi Data Gunakan data pada Tabel 18.4 untuk mengurutkan tujuh asam menurut konduktivitas listrik dari kecil ke besar.

Bagian 18.3

Tujuan◗ Menjelaskan pH dan pOH.◗ Menghubungkan pH dan

pOH dengan konstanta perka l ian ion untuk air.

◗ Menghitung pH dan pOH larutan air.

Ulasan KosakataPrinsip Le Châtelier’s: menyatakan bahwa jika suatu tegangan diaplikasikan ke sistem pada kesetimbangan, sistem akan bergeser ke arah yang menghilangkan tegangan itu.

Kosakata Barukonstanta k e s e t i m b a n g a n a i r

pHpOH

Ion Hidrogen dan pH-!). )DEA pH dan pOH adalah skala logaritma yang menunjukkan konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida dalam larutan air.

Hubungan dengan Dunia Sehari-hari Bayangkan dua orang anak di atas sebuah jungkat jungkit. Jika satu sisi dari jungkat jungkit itu naik, sisi yang lain akan turun. Terkadang, jungkat-jungkit akan seimbang di tengah. Konsentrais ion hidrogen dan ion hidroksida di larutan air bertindak dengan cara serupa.

Konstanta Kesetimbangan AirIngat bahwa air murni mengandung konsentrasi ion H + dan OH- yang seimbang yang diproduksi oleh ionisasi diri. Gambar 18.13 menunjukkan bahwa dalam ionisasi diri itu, terbentuk ion hydronium dan hidroksida dengan jumlah yang sama. Persamaan untuk kesetimbangan t e r s e b u t bisa disederhanakan dengan cara berikut.

H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH-(aq)

Menulis Kw Panah ganda menunjukkan bahwa ini adalah kesetimbangan. Ingat bahwa konstanta kesetimbangan d i t u l i s d e n g a n menempatkan konsentrasi produk-produknya pada pembilang dan konsentrasi reaktan pada penyebutnya. Dalam hal ini, semua nilai ada pada pangkat yang sama karena semua koefisian pada persamaan kimia yang seimbang adalah 1. Konsentrasi air murni adalah konstanta, jadi [H2O] tidak tampil pada penyebutnya.

Hasil Kali Ion-Ion pada Air

Kw = [H+][OH-]Kw adalah konstanta kesetimbangan air.

[H+] menunjukkan konsentrasi ion hidrogen. [OH-] menunjukkan konsentrasi ion hidroksida.

Dalam larutan air encer, hasil kali dari konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida sama dengan Kw.

Nilai Kw adalah nilai konstanta kesetimbangan istimewa yang hanya berlaku untuk air. Konstanta Kw disebut konstanta kesetimbangan air. Konstanta kesetimbangan air adalah nilai konstanta k e s e t i m b a n g a n untuk ionisasi dir i air. Percobaan menunjukkan bahwa pada air murni pada suhu 298 K, [H+] dan [OH-] dua-duanya sama dengan 1.0 × 10-7M. Jadi, pada suhu 298 K, nilai Kw adalah 1.0 × 10-14.

Kw = [H+][OH-] = (1.0 × 10-7)(1.0 × 10-7)

Kw = 1.0 × 10-14

■ Gambar 18.13 Pada ionisasi diri air, satu molekul air bertindak sebagai asam, dan lainnya bertindak sebagai basa.

+ -

+ → +

H2O H2O H3O+ OH-

651 Chapter 18 • Acids and Bases

-5 = 1.0 ×

Kw dan Prinsip Le Châtelier Hasil kali dari [H+] dan [OH-] selalu sama

dengan 1.0 × 10-14 pada 298 K. Ini berarti bahwa jika konsentrasi ion H+

meningkat, konsentrasi ion OH- akan menurun. Begitu pula jika konsentrasi ion naik akan menyebabkan penurunan konsentrasi ion H+. Pikirkan perubahan ini menurut prinsip Le Châtelier’, yang bisa Anda baca di Bab 17. Menambahkan ion hidrogen ekstra ke air pada kesetimbangan adalah tekanan pada system. Sistem bereaksi sedemikian rupa untuk menghilangkan tekanan tersebut. Ion H+ yang ditambahkan bereaksi dengan ion OH- membentuk lebih banyak molekul air. Jadi, konsentrasi ion OH- menurun. Contoh Soal 18.1 menunjukkan bagaimana Anda bisa menggunakan Kw untuk menghitung konsentrasi

baik H+ ataupun OH- jika Anda tahu konsentrasi ion satunya.

Uji Bacaan Jelaskan mengapa Kw tidak berubah jika konsentrasi ion hidrogen meningkat.

Contoh Soal 18.1

Hitung [H+] dan [OH-] Menggunakan Kw pada 298 K, konsentrasi ion H+ dalam

secangkit kopi adalah 1.0 × 10-5M. Berapa konsentrasi ion OH- dalam kopi? Apakah kopinya asam, basa atau netral?

1 Menganalisa MasalahKonsentrasi ion H+ diketahui, dan Anda tahu bahwa Kw sama dengan 1.0 × 10-14. Anda

bisa menggunakan persamaan konstanta kesetimbangan untuk mengetahui [OH-]. Karena [H+] lebih besar dari 1.0 × 10-7, Anda bisa memprediksi bahwa [OH-] akan kurang dari 1.0 × 10-7.

Diketahui Tidak diketahui[H+] = 1.0 × 10-5M [OH-] = ? mol/LKw = 1.0 × 10-14

2 Menghitung yang tidak diketahuiGunakan persamaan konstanta kesetimbangan air.Kw = [H+][OH-] Tulis persamaan kesetimbangan air.

Math Handbook Menyelesaikan

Persamaan Aljabarhal 954–955

[OH-] = _Kw

[H+]

[OH-] = _1.0 × 10-14

-9

1.0 × 10

Hitung [OH-].

mol/L Ganti Kw = 1.0 × 10-14

Karena [H+] >[OH-], kopi itu asam.

Ganti [H+] = 1.0 × 10-5M dan hitung hasilnya.

3 Mengevaluasi JawabanJawaban dituli sdengan dua angka penting karena [H+] dan Kw masing-masing mempunyai

dua angka penting. Seperti yang diduga, [OH-] lebih kecil dari 1.0 × 10-7 mol/L.

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

22. Konsentrasi baik untuk ion H+ atau ion OH- diketahui untuk empat larutan air pada suhu 298 K. Untuk masing-masing larutan, hitung [H+] atau [OH-]. Nyatakan apa larutan t e r sebu t asam, basa atau netral.

a. [H+] = 1.0 × 10-13M c. [OH-] = 1.0 × 10-3M

b. [OH-] = 1.0 × 10-7M d. [H+] = 4.0 × 10-5M

23. Tantangan Hitung jumlah ion H+ dan jumlah ion OH- dalam 300 mL air murni pada

652 Chapter 18 • Acids and Bases

suhu 298 K.

pH = -log [H ]

+

pH + pOH = 14.00

pH dan pOHKonsentrasi ion H+ biasanya adalah angka kecil yang ditulis dalam notasi ilmiah. Karena angka-angka ini menyulitkan, para ahli kimia mengadopsi cara yang lebih mudah untuk menyatakan konsentrasi ion H+

Apa itu pH? Para kimiawan menuliskan konsentrasi ion hydrogen menggunakan skala pH berdasarkan logaritma biasa. pH suatu larutan adalah logarithma negatif dari ion hidrogen

+ [H+] menunjukkan konsentrasi ion hidrogen.

pH suatu larutan sama dengan logarithma negatif dari konsentrasi ion hidrogen.

Pada suhu 298 K, larutan asam mempnyai nilai pH di bawah 7. Larutan basa memiliki nilai pH di atas 7. Jadi, suatu larutan dengan pH 0.0 adalah asam kuat; larutan dengan a pH 14.0 adalah basa kuat. Sifat logaritmik dari skala pH berarti bahwa selisih satu satuan pH mewakili selisih sepuluh kali lipat konsentrasi ion. Suatu larutan dengan pH 3.0 konsentrasi ion hidrogennya sepuluh kali lipat dari larutan dengan pH 4.0. Skala pH dan nilai pH dari beberapa zat yang umum ditunjukkan pada Gambar 18.14.

Apa itu pOH? Terkadang lebih mudah menunjukkan kebasaan atau alkalinitas suatu larutan dengan skala pOH yang sama dengan hubungan antara pH dan [H+]. pOH suatu larutan adalah logarithma negatif dari konsentrasi ion hidroksida.

pOH

pOH = -log [OH-] [OH-] menunjukkan

konsentrasi ion hidroksida.

pOH suatu larutan sama dengan logarithma negatif dari konsentrasi ion hidroksida.

Pada suhu 298 K, larutan dengan pOH kurang dari 7.0 adalah basa; larutan dengan pOH 7.0 adalah netral; dan larutan dengan pOH lebih besar dari 7.0. Sama dengan skala pH, selisih satu satuan pH sama dengan selisih sepuluh kali lipat konsentrasi ion.

Hubungan sederhana antara pH dan pOH membuat hitungan besaran satunya menjadi mudah jika yang lain sudah diketahui.

Apa hubungan pH dan pOH

■ Gambar 18.14 Bandingkan nilai-nilai pH untuk zat-zat di atas.

Tentukan apakah air laut ataukah detergent yang memiliki konsentrasi ion H+ lebih besar. Lebih besar berapa kali?

pH sama dengan -log [H ]. pOH sama dengan -log [OH-].

Jumlah pH dan pOH adalah 14.00.

Gambar 18.15 menggambarkan hubungan antara pH dan konsentrasi H+ dan hubungan antara pOH dan konsentrasi

OH- pada suhu 298 K.

Keasaman yang semakin naik

[H+

] 1 10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

10-10

10-11

10-12

10-13

10-14

pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

pOH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

[OH-

] 10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1 1

NetralKebasaan semakin naik

■ Gambar 18.15 Pelajari diagram ini untuk mempertajam pemahamanmu mengenai pH dan pOH. Perhatikan bahwa pada setiap posisi vertikal, jumlah pH (di atas panah) ditambah pOH (di bawah panah) sama dengan 14. Juga perhatikan bahwa pada setiap position, perkalian [H+] dan [OH-] sama dengan 10-14.

Contoh Soal 18.2

Hitung pH dari [H+] Berapa pH suatu larutan netral pada suhu 298 K?

1 Menganalisis MasalahDalam larutan netral pada 298 K, [H+] = 1.0 × 10-7M. harus menghitung log negatif dari [H+].

Diketahui Tak diketahui

[H+] = 1.0 × 10-7 M pH = ?

2 Menghitung Nilai yang Tak Diketahui

Math Handbook Logarithms dan Antilogarithmspages 966–967

pH = -log [H+] Tulis persamaan untuk pH.

pH = -log (1.0 × 10-7) Ganti [H+] = 1.0 × 10-7M.

pH larutan netral pada suhu 298 K adalah 7.00.Personal Tutor For an online tutorial on logarithms, visit glenco e .com .

3 Mengevaluasi JawabanNilai pH ditulis sampai angka desimal sama dengan jumlah angka penting pada konsentrasi ion H+ . pH ditulis dengan dua angka desimal.

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

24. Hitung pH larutan dengan konsentrasi berikut pada suhu 298 K.

a. [H+] = 1.0 × 10-2M b. [H+] = 3.0 × 10-6M

25. Hitung pH larutan air dengan [H+] berikut pada suhu 298 K.

a. [H+] = 0.0055M b. [H+] = 0.000084M

26. Tantangan Hitung pH larutan dengan[OH-] = 8.2 × 10-6M.

Contoh Soal 18.3

Hitung pOH dan pH dari [OH-] Pada Gambar 18.16, seekor sapi diberi makan rumput dan jerami yang telah dicampur dengan ammonia. Penambahan ammonia pada makanan binatang mendorong pertumbuhann protein. Manfaat ammonia lainnya adalah sebagai pembersih rumah tangga, yang merupakan larutan air dengan gas ammonia. Pembersih rumah tangga biasanya memiliki konsentrasi ion hidroksida sebesar 4.0 × 10-3M. Hitung pOH dan pH dari sebuah pembersih pada suhu 298 K.

1 Menganalisis SoalKonsentrasi ion hidroksida sudah diketahui dan Anda harus menghitung pOH dan pH. Pertama, hitung pOH menggunakan definisinya. Lalu, hitung pH menggunakan hubungan pH + pOH = 14.00.Diketahui Tidak diketahui[OH-] = 4.0 × 10 -3M pOH = ?

pH = ?

2 Menghitung yang tidak diketahui

pOH = -log [OH-] Tulis persamaan pOH.

pOH = -log (4.0 × 10-3) Subtitusi [OH-] = 4.0 × 10-3M.

pOH larutan adalah 2.40.

Gunakan hubungan pH dan pOH untuk menghitung pH.

pH + pOH = 14.00 Tulis persamaan yang

menghubungkan pH dan pOH.

pH = 14.00 - pOH Hitung pH.

■ Gambar 18.16 Petani mampu menambah nilai nutrisi bahan-bahan sayuran kualitas rendah seperti rumput, jerami dan residu panen lainnya dengan memasukkan bahan-bahan tersebut ke dalam suatu lingkungan gas amonia selama tiga minggu

pH = 14.00 - 2.40 = 11.60 Subtitusi pOH = 2.40.

pH larutan adalah 11.60.

3 Mengevaluasi JawabanNilai pH dan pOH ditulis dengan dua angka desimal karena konsentrasi yang diketahui memiliki dua angka penting. Karena ammonia adalah basa, nilai pOH yang kecil dan nilai pH yang besar bisa dibenarkan.

PRACTICE Problems Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

27. Hitung the pH dan pOH of air larutan dengan the following konsentrasi at 298 K.

a. [OH-] = 1.0 × 10-6M

b. [OH-] = 6.5 × 10-4M

c. [H+] = 3.6 × 10–9M

d. [H+] = 2.5 × 10–2M

28. Hitung pH dan pOH larutan air dengan konsentrasi berikut pada suhu 298 K.

a. [OH-] = 0.000033M

b. [H+] = 0.0095M

29. Tantangan Hitung pH dan pOH suatu larutan air yang mengandung 1.0 × 10-3 mol HCl yang terlarut dalam 5.0 L larutan.

Menghitung konsentrasi ion dari pH Terkadang, Anda harus menghitung konsentrasi ion H+ dan ion OH- dari pH suatu larutan. Contoh Soal 18.4 menunjukkan caranya.

Contoh Soal 18.4

Menghitung [H+] dan [OH-] dari pH Berapa [H+] dan [OH-] pada darah orang yang sehat yang memiliki pH of 7.40? Asumsikan suhu darah adalah 298 K.

1 Menganalisis SoalAnda telah mengetahui pH larutan dan harus menghitung [H+] dan [OH-].Anda bisa mendapat [H+] menggunakan persamaan yang mendefinisikan pH. Lalu, 14.00 dikurangi dengan nilai untuk mendapatkan pOH dan menggunakan persamaan yang mendefinisikan pOH untuk menghitung [OH-].

Diketahui Tidak diketahui

pH = 7.40 [H+] = ? mol/L

[OH-] = ? mol/L

2 Menghitung yang tidak DiketahuiMenghitung [H+].

pH = -log [H+] Tulis persamaan pH.

- pH = log [H+] Kalikan kedua sisi persamaan dengan -1.

[H+] = antilog (-pH) Ambil antilog setiap sisi untuk menghitung [H+].

[H+] = antilog (-7.40) Subtitusi pH = 7.40.

[H+] = 4.0 × 10-8M Kalkulator menunjukkan bahwa antilog dari -7.40 adalah 4.0 × 10−8.

Konsentrasi ion H+ dalam darah adalah is 4.0 × 10-8M.

Hitung [OH-].

pH + pOH = 14.00 Tulis persamaan yang menghubungkan pH dan pOH.

pOH = 14.00 - pH Menghitung pOH.

pOH = 14.00 - 7.40 = 6.60 Subtitusi pH = 7.40.

pOH = -log [OH-] Tulis persamaan pOH.

- pOH = log [OH-] Kalikan kedua sisi persamaan dengan -1.

[OH-] = antilog (-6.60) Ambil antilog setiap sisi dan subtitusi pOH = 6.60.

[OH-] = 2.5 × 10-7M. Kalculator menunjukkan bahwa antilog -6.60 adalah 2.5 × 10−7.

Konsentrasi ion OH- dalam darah adalah 2.5 × 10-7M.

3 Mengevaluasi Jawaban pH yang diketahui memiliki dua angka desimal, jadi jawabannya harus mempunyai dua angka penting. [H+] kurang dari 10-7 dan [OH-] lebih besar 10-7 bisa dibenerkan, karena diketahui pH awal-nya

Soal Latihan Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

30. Hitung [H+] dan [OH-] pada masing-masing larutan berikut.

a. Susu, pH = 6.50. c. Susu magnesium, pH = 10.50b. Jus lemon, pH = 2.37 d. Ammonia rumah tangga, pH = 11.90

31. Tantangan Hitung [H+] dan [OH-] pda sampel air laut dengan pOH = 5.60.

■ Gambar 18.17 Label pada sebotol asam kuat atau basa kuat menunjukkan konsentrasi ion hidrogen atau ion hidroksida dalam larutan. Hal itu karena, dalam larutan, asam dan basa kuat seluruhnya terdapat sebagai ion.

Tulis [H+] dalam tabung HCl dan [OH-]Dalam tabung NaOH.

Molaritas dan pH asam kuat Lihat tabung asam dan basa pada Gambar 18.17. Larutan tersebut baru saja dibuat dan di label i dengan molaritasnya, yang merupakan banyaknya mol molekul atau satuan formula yang terlarut dalam 1 L larutan. Satunya mengandung asam kuat (HCl), yang satunya lagi basa kuat (NaOH). Ingat bahwa asam dan basa kuat sepenuhnya 100% dalam bentuk ion dalam larutan. Itu berarti bahwa reaksi be r iku t untuk ionisasi HCl berlangsung sampai selesai.

HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

Setiap molekul HCl menghasilkan satu ion H+. Botol yang berlabel HCl 0.1M mengandung 0.1 mol ion H+ per liter dan 0.1 mol ion Cl- per liter. Untuk semua asam monoprotic kuat, konsentrasi asam adalah konsentrasi ion H+. Jadi , Anda bisa menggunakan molaritas asam untuk menghitung pH.

Molaritas dan the pH basa kuat Begitu pula larutan basa kuat NaOH 0.1M pada Gambar 18.17 sepenuhnya terionisasi.

NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq)

Satu satuan rumus NaOH menghasilkan satu OH-. Jadi, konsentrasi ion OH- sama dengan molaritas larutan, 0.1M.

Beberapa basa kuat, seperti kalsium hidroksida Ca(OH)2, mengandung dua atau lebih ion OH- dalam setiap satuan rumus. Konsentasi ion OH- dalam larutan Ca(OH)2 adalah du akali molaritas senyawa ionik tersebut. Misalnya, konsentrasi ion hidroksida dalam 7.5 × 10-4M larutan Ca(OH)2 adalah7.5 × 10-4M × 2 = 1.5 × 10-3M.

Meski asam kuat dan basa kuat sepenuhnya terionisasi dalam larutan air encer, ingat bahwa asam lemah dan basa lemah hanya terionisasi sebagian. Jadi, Anda harus memakai nilai Ka dan Kb untuk menghitung konsentrasi ion H+ dan OH- dalam larutan asam dan basa lemah.

Uji Bacaan Jelaskan mengapa Anda tidak bisa menghitung [H+]langsung dari molaritas asam lemah larutan.

Menghitung Ka dari pH Misalnya Anda mengukur pH larutan 0.100M dari asam lemah HF dan nilainya ternyata 3.20. Apakah itu sudah cukup untuk bisa menghitung Ka

untuk HF?HF(aq) ⇌ H+(aq) + F-(aq)

_[H+][F-]

Ka = [HF]

Dari pH, Anda bisa menghitung [H+]. Lalu, ingat bahwa untuk setiap mole per liter ion H+ pasti ada jumlah konsentrasi ion F-

yang sama. Itu berarti Anda mengetahui dua variabel dalam persamaan Ka. Bagaimana dengan yang ketiga, [HF]? Konsentrasi HF pada kesetimbangan sama dengan konsentrasi awal asam (0.100M) dikurangi mol per liter HF yang terdisosiasi, yang sama dengan ([H+]).

(0.096)

-

Contoh Soal 18.5

Menghitung Ka dari pH A sam format digunakan untuk memproses latex yang ditap dari pohon karet menjadi karet alami. pH dari larutan asam format 0.100M (HCOOH) adalah 2.38. Berapa Ka untuk HCOOH?

1 Menganalisis SoalpH larutan asam diketahui, sehingga Anda bisa menghitung konsentrasi ion hidrogen.

HCOOH(aq) ⇌ H+(aq) + HCOO-

(aq)

Persamaan kimia setimbang menunjukkan bahwa konsentrasi HCOO-

sama dengan konsentrasi H+. Konsentrasi HCOOH yang tak terionisasi adalah selisih antara konsentrasi awal asam dan [H+].

Diketahui Tak Diketahui

pH = 2.38 Ka = ?

konsentrasi larutan = 0.100M

2 Menghitung yang Tak DiketahuiMenggunakan pH untuk menghitung [H+].

pH = -log [H+] Tulis persamaan untuk pH.

[H+] = antilog (-pH) Kalikan kedua sisi dengan −1 dan ambil antilog setiap sisi.

[H+] = antilog (-2.38) Subtitusi pH = 2.38.

[H+] = 4.2 × 10-3M

[HCOO-

] = [H+] = 4.2 × 10-3M

Kalkulator menunjukkan bahwa antilog −2.38 adalah 4.2 × 10−3.

[HCOOH] sama dengan konsentrasi awal dikurangi [H+].

[HCOOH] = 0.100M - 4.2 × 10-3M = 0.096M [HCOOH] awal dikurangi [H+].

Ka =[H+][HCOO

-]

[HCOOH] Tulis persamaan konstanta ionisasi asam .

Ka =(4.2 × 10-3)(4.2 × 10-3)

(0.096)= 1.8 × 10 -4 Subtitusi [H+] = 4.2 × 10-3M, [HCOO ] = 4.2 × 10-3M,

dan [HCOOH] = 0.096M.

konstanta ionisasi asam untuk HCOOH adalah 1.8 × 10-4.

3 Mengevaluasi JawabanKa tersebut sesuai untuk asam lemah. Jawabannya ditulis dengan benar dengan dua angka penting.

Soal LATIHAN Extra Practice Page 989 dan glenco e .com

32. Hitung Ka untuk asam berikut menggunakan informasi yang diberikan.a. larutan H3 AsO4 0.220M, pH = 1.50 b. larutan HClO2 0.0400M, pH = 1.80

33. Hitung Ka dari asam b e r i k u t m e n g g u n a k a n informasi yang diberikan.a. larutan asam b e n z o a t 0.00330M (C6H5COOH), pOH = 10.70b. larutan asam s i a n a t 0.100M (HCNO), pOH = 11.00c. larutan asam b u t a n o a t 0.150M (C3H7COOH), pOH = 11.18

34. Tantangan Hitung Ka dari larutan 0.0091M dari suatu asam y a n g t i d a k d i k e t a h u i (HX) dengan pOH 11.32. Gunakan Tabel 18.4 untuk mengidentifikasi asam tersebut.

■ Gambar 18.18 Perkiraan a bpH suatu larutan bisa didapat dengan membasahi selembar kertaspH dengan larutan tersebut dan membandingkan warna kertaspa basah tersebut dengan sekelompok warna standar yang ditunjukkan di a. pH meter di b, yang digunakan untuk mengukur pH air hujan, memberikan pengukuran yang lebih akurat dalam bentuk tampilan digital pH.

Mengukur pH Mungkin dalam pelajaran sains yang terdahulu Anda menggunakan kertas indikator untuk mengukur pH suatu larutan. Kertas lakmus yang Anda gunakan di Launch Lab adalah satu contoh macam kertas pH. Semua kertas pH dibasahi dengan satu atau lebih zat yang disebut dengan indikator yang akan berubah warna tergantung pada konsentrasi ion hidrogen dalam larutan. Phenolphthalein, yang juga Anda gunakan di Launch Lab, adalah contoh dari sebuah indikator. Jika secarik kertas pH dicelupkan ke dalam larutan asam atau basa, warna kertas akan berubah. Untuk menentukan pH-nya, warna kertas yang baru dibandingkan dengan warna pH standard pada sebuah grafik, yang ditunjukkan pada Gambar 18.18. pH meter di Gambar 18.18 memberikan pengukuran pH yang lebih akurat. Jika elektrodanya ditempatkan dalam sebuah larutan, meteran tersebut memberikan analog langsung atau tampilan digital pH.

Bagian 18.3 PenilaianRingkasan Bagian◗ Konstanta kesetimbangan air,

Kw, sama dengan hasil kali

35. -!). )DEA Jelaskan mengapa pH larutan asam selalu angkanya lebih kecil dari pOH larutan yang sama.

36. Jelaskan bagaimana menghitung pH larutan jika Anda tahu pOH-nya.konsentrasi ion H+ dan konsentrasi ion OH-

37. Jelaskan pentingnya Kw dalam larutan air.

◗ pH suatu larutan adalah log negatif dari konsentrasi ion hidrogen. pOH adalah log negatif dari konsentrasi ion hidroksida. pH ditambah pOH sama dengan 14.

◗ Larutan n e t r a l m e m i l i k i pH 7.0 dan pOH 7.0 karena konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida sama.

38. Jelaskan, menggunakan prinsip Le Châtelier, apa yang terjadi pada [H+] larutan asam asetat 0.10M jika setetes larutan NaOH ditambahkan.

39. Tulis informasi yang diperlukan untuk meng hitung Ka asam lemah.

40. Menghitung pH sebuah tomat kira-kira 4.50. Berapa [H+] dan [OH-]dalam sebuah tomat?

41. Hitung pH suatu larutan yang mengandung 1.0 ×10-9 mol ion OH- per liter.

42. Hitung pH larutan berikut.

a. 1.0M HI c. 1.0M KOH

b. 0.050M HNO3 d. 2.4 × 10-5M Mg(OH)2

43. Menginterpretasi Diagram Lihat Gambar 18.15 untuk menjawab pertanyaan ini: Apa yang terjadi pada [H+], [OH-], pH, dan pOH jika sebuah larutan netral menjadi lebih asam? Jika larutan netral menjadi lebih basa?

658 Chapter 18 • Asam dan Basa Self-Check Quiz glenco e .com

659 Chapter 18 • Acids and Bases

Bagian 18.4

Tujuan◗ Menulis persamaan kimia

untuk reaksi netralisasi.

◗ Menjelaskan bagaimana reaksi netralisasi digunakan dalam titrasi asam-basa.

◗ Membandingkan sifat-sifat larutan yang terbuffer dan tidak.

Ulasan Kosakatastoikiometri: studi hubungan kuantitatif antara jumlah reaktan yang digunakan dan produk yang dibentuk oleh reaksi kimia; didasarkan pada hukum konservasi massa

Kosakata Barureaksi netralisasi

garamtitrasi titrantitik ekuivalenindikator asam-basa titik akhirhydrolysis garam bufferkapasitas buffer

Netralisasi-!). )DEA Pada reaksi netralisasi, asam bereaksi dengan basa menghasilkan garam dan air.

Hubungan dengan Sehari-hari Jika dua tim dalam sebuah debat menyajikan argumen yang sama-sama meyakinkan, mungkin Anda akan bersikap netral—tidak cenderung pada sudut pandang manapun. Begitu pula suatu a larutan adalah netral jika jumlah ion hidrogen dan ion hidroksida sama.

Reaksi Antara Asam dan BasaJika Anda pernah mengalami rasa panas dalam perut atau salah pencernaan, Anda mungkin akan meminum antasida yang digambarkan pada 18.19 untuk melegakan ketidaknyamanan Anda. Reaksi apa yang te r jad i j ika magnesium hidroksida (Mg(OH)2), bahan aktif dalam susu magnesia, mengalami kontak dengan larutan asam klorida (H+

dan Cl-) yang dihasilkan oleh perut?Jika Mg(OH)2 dan HCl bereaksi, reaksi netralisasi terjadi.

Reaksi netralisasi adalah reaksi d i mana sebuah asam dan sebuah basa dalam larutan air bereaksi menghasilkan garam dan air. Garam adalah senyawa ionik yang terbuat dari kation sebuah basa dan anion sebuah asam. Netralisasi adalah reaksi pergantian ganda.

Menghitung persamaan netralisasi Pada reaksi antara magnesium hidroksida dan asam klorida, magnesium menggantikan hidrogen dalam HCl dan hidrogen menggantikan magnesium pada Mg(OH)2.

Mg(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l) Basa + Asam → Salt + Air

Perhatikan bahwa kation basa (Mg2+) digabungkan dengan anion dari asam (Cl-) dalam garam MgCl2.

Ketika menulis persamaan netralisasi, Anda harus tahu apakah semua reaktan dan produk dalam larutan ada sebagai molekul atausebagai unit formula. Misalnya, perhatikan persamaan rumusnya dan lengkapi persamaan i o n u n t u k reaksi antara asam klorida dan natrium hidroksida.

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

■ Gambar 18.19 Antasida-antasida ini bisa menyembuhkan gejala-gejala sakit pencernaan asam melalui reaksi dengan larutan adam dalam perut dan menetralkannya.

■ Gambar 18.20 ion hydronium mentransfer satu ion hidrogen ke ion hidroksida. Hilangnya ion hidrogen karena H3O+ menghasilkan molekul air. Penambahan ion hidrogen oleh OH- juga menghasilkan molekul air.

+ -

+ → +

Gambar Interaktif Untuk melihat animasi reaksi netralisasi, kunjungi glenco e .com .

H3O+(aq) OH-(aq) 2H2O(l)

Gambar Interaktif Untuk melihat animasi titrasi, kunjungi glenco e .com .

■ Gambar 18.21 Pada titrasi asam oleh suatu basa, pH meter mengukur pH larutan asam dalam gelas ukur saat suatu larutan basa yang konsentrasinya diketahui ditambahkan dari buret.

Karena HCl adalah asam kuat, NaOH basa kuat, dan NaCl garam yang dapat larut, semua ketiga senyawa tersebut ada sebagai ion dalam larutan air.

H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) →Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)

Ion klorida dan ion natrium muncul di kedua sisi persamaan, sehingga mereka adalah ion penonton. Mereka bisa dihapus untuk mendapat persamaan ion bersih untuk netralisasi asam kuat oleh basa kuat.

H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)

Ingat bahwa dalam larutan air, ion H+ ada sebagai ion H3O+, sehingga persamaan ion bersih untuk reaksi netralisasi asam-basa adalah

H3O+(aq) + OH-(aq) → 2H2O(l). Reaksi netralisasi ini digambarkan padaGambar 18.20.

Uji Bacaan Tunjukkan bahwa persamaan yang digambarkan pada Gambar 18.20 menunjukkan netralisasi sembarang asam kuat oleh basa kuat dengan menulis persamaan ion lengkap dan persamaan ion bersih untuk netralisasi HNO3 oleh KOH.

Titrasi Asam-basa Stoikiometri reaksi netralisasi asam-basa sama dengan reaksi lainnya yang terjadi pada larutan. Pada reaksi antasida yang diuraikan di atas, 1 mol Mg(OH)2 menetralkan 2 mol HCl.

Mg(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l)

Pada reaksi natrium hidroksida dan hidrogen klorida, 1 mol NaOH menetralkan 1 mol HCl.

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) Stoikiometri memberi dasar untuk sebuah prosedur yang

disebut titrasi, yang digunakan untuk menentukan konsentrasi larutan asam dan basa.

Titrasi adalah metode untuk menentukan konsentrasi suatu larutan dengan mereaksikan sejumlah volume larutan tersebut dengan suatu larutan dengan konsentrasi yang diketahui. Jika Anda ingin mencari konsentrasi suatu larutan asam, Anda bisa mentitrasi larutan asam tersebut dengan larutan basa yang konsentrasinya diketahui. Anda juga bisa mentitrasi basa yang konsentrasinya tidak diketahui dengan sebuah asam yang konsentrasinya diketahui. Bagaimana titrasi asam-basa dilakukan? Gambar 18.21 menggambarkan salah satu cara prosedur titrasi yang dijelaskan pada halam berikut. Pada prosedur ini sebuah pH meter digunakan untuk memonitor perubahan pH saat titrasi berlangsung.

0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70

Volume NaOH added (mL)

Volume NaOH added (mL)

pH pH

a 50.0 mL 0.100M HCl Titrated b 50.00 mL 0.1000M HCOOH Titrated

14 14

12 12

8

Bromthymol blue6

Equivalencepoint

4

2

0

Phenolphthalein

8 Equivalence point

6

4

2

0

Prosedur Titrasi Bagaimana titrasi asam-basa dilakukan?

1. Sejumlah volume larutan asam a tau basa dengan konsentrasi yang tak diketahui ditempatkan dalam sebuah gelas kimia. Elektroda pH meter dibenamkan dalam larutan ini, dan pH awal larutan dibaca dan dicatat.

2. Sebuah buret diisi dengan larutan pent i t ras i dengan konsentrasi yang diketahui.Ini disebut larutan standard, atau titrant.

3. Sejumlah volumes larutan standard d i t a m b a h k a n p e r l a h a n dan dicampur dalam larutan dalam gelas kimia. pH dibaca dan dicatat setelah setiap penambahan. Proses ini berlanjut sampai reaksi mencapai titik ekuivalen, yaitu titik di mana mol-mol ion H+ dari asam sama dengan mol-mol ion OH- dari basa.

Gambar 18.22a menunjukkan bagaimana pH larutan berubah se lama titrasi 50.0 mL HCl0.100M, sebuah asam kuat, dengan NaOH 0.100M, sebuah kuat basa. pH awal HCl 0.100M adalah 1.00. Saat NaOH ditambahkan, asam dinetralkan dan pH larutan perlahan-lahan naik. Namun, ketika hampir semua ion H+ dari asam telah habis, pH naik dengan sangat cepat dengan hanya sedikit penambahan NaOH. Peningkatan pH secara tiba-tiba ini terjadi pada titik ekuivalen titrasi. Di atas titik ekuivalen, penambahan NaOH leb ih banyak l ag i -ag i menghas i lkan penigkatan pH secara perlahan-lahan.

Anda mungkin berpikir bahwa semua titrasi pasti titik ekuivalennya adalah pH 7 karena itu adalah titik di mana konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida sama dan larutannya netral. Tapi ini salah. Ada titrasi yang memiliki titik ekuivakeb pada nilai pH kurang dari 7, dan ada yang titik ekuivalennya ada pada pH lebih besar dari 7. Perbedaan ini terjadi karena reaksi antara garam yang baru terbentuk dan air, yang akan Anda baca nanti. Gambar 18.22b menunjukkan bahwa titik ekuivalen untuk titrasi asam methanoat (asam lemah) dengan natrium hidroksida (basa kuat) berada pada antara pH 8 dan pH 9.

Memeriksa Grafik Tunjukkan dua perbedaan yang ada pada grafik di Gambar 18.22

Interactive Gambar Untuk melihat animasi reaksi netralisasi, kunjungi glenco e .com .

■ Gambar 18.22 Pada titrasi asam kuat oleh basa kuat yang ditunjukkan di a, kenaikan pH larutan asam yang tiba-tiba menunjukkan bahwa semua ion H+ dari asam telah dinetralkan oleh ion OH- dari basa. Titik di mana kurva tersebut melengkung (pada perpotongan dengan garis putus-putus) adalah titik ekuivalen dari titrasi. Bromthymol biru adalah sebuah infikator yang berubah warna pada titik ekuivalen ini. Pada b, asam lemah (HCOOH) dititrasikan dengan basa kuat (NaOH). Titik ekuivalennya bukan pada pH 7. Phenolphthalein adalah indikator yang berubah warna pada titik ekuivalen ini. Bandingkan titik ekuivalen pada kedua ilustrasi tersebut.

■ Gambar 18.23 Warna teh yang gelap menjadi lebih terang jika air jeruk ditambahkan. Zat yang terkandung dalam teh adalah sebuah indikator. Sebagian besar indikator adalah molekul besar yang bertindak sebagai asam lemah. Perbedaan kecil dalam pola ikatan saat sebuah molekul indikator terionsasi atau tak terionisasi menjadi penyebab perubahan warna tersebut.

Indikator Asam-basa Ahli kimia kadang menggunakan pewarna kimia bukannya pH meter untuk mendeteksi titik ekuivalen sebuah titrasi asam-basa. Pewarna kimia yang warnanya terpengaruh oleh larutan asam dan basa disebut indikator asam-basa. Banyak zat alami bertindak sebagai indikator. Jika Anda menggunakan air jeruk di teh Anda, Anda mungkin melihat warna teh yang coklat menjadi lebih terang jika air jeruk ditambahkan, seperti ditunjukkan dalam Gambar 18.23. Teh mengandung senyawa yang disebut polyphenols yang memiliki atom hidrogen yang sedikit bisa terionisasi sehingga merupakan asam lemah. Penambahan asam dalam bentuk air jeruk ke secangkir teh akan menekan ionisasi menurut prinsip Le Châtelier, dan warna polyphenols yang tak terionisasi menjadi lebih jelas. Banyak indikator yang digunakan oleh para ahli kimia ditunjukkan pada Gambar 18.24. Seperti ditunjukkan pada Gambar 18.22, bromthymol biru adalah pilihan yang baik untuk titrasi asam kuat dengan basa kuat, dan bahwa phenophthalein berubah warna pada titik ekuivalen dari titrasi asam lemah dengan basa kuat.

■ Gambar 18.24 Memilih indikator yang tepat adalah hal penting. Indikator harus berubah warna pada titik ekuivalen titrasi yang tidak selalu berada pada pH 7.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Crystal violet

Bromphenol blue

Methyl orange

Bromcresol green

Methyl red

Bromcresol purple

Cresol red

Thymol blue

Alizarin

Bromthymol blue

Phenol red

Phenolphthalein

Thymolphthalein

Alizarin yellow GG

Universal indicator

V

Buret mengandung larutan standard(0.1000M NaOH), dan gelas kimia mengandung 25.00 mL larutan HCOOH beserta sedikit indikator phenolphthalein

Larutan standar ditambahkan pelan-pelan ke dalam larutan asam. Indikator phenolphthalein menjadi merah muda, tapi warnanya hilang setelah dicampur, sampai titik akhirnya tercapai.

Titik akhir titrasi ditandai oleh warna merah muda perman yang sangat terang. Jika buret dilihat dengan teliti akan diketahui bahwa 18.28 mL NaOH 0.1000M telah ditambah.

Indikator dan titik akhir titrasi Banyak indikator yang digunakan untuk titrasi adalah asam lemah. Masing-masing memiliki pH sendiri atau rentang pH di mana indikator tersebut berubah warna. Titik di mana indikator yang digunakan dalam titrasi berubah warna disebut titik akhir titrasi. Penting untuk memilih indikator untuk titrasi y a n g a k a n b e r u b a h w a r n a pada titik ekuivalen titrasi. Ingat bahwa peran indikator adalah untuk menunjukkan pada Anda, , melalui berubahnya warna, bahwa larutan pent i t ras i sudah cukup untuk menet ra lkan larutan yang tidak diketahui itu. Gambar 18.25 menggambarkan titrasi suatu larutan asam metanoat (HCOOH) dengan NaOH 0.1000M.

Strategi Pemecahan MasalahMenghitung MolaritasPersamaan setimbang untuk reaksi titrasi adalah kunci untuk menghitung molaritas yang tidak diketahui. Misalnya, asam sulfat dititrasi dengan natrium hidroksida menurut persamaan berikut.

H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l) 1. Hitung mol NaOH standard dari data titrasi:

molaritas basa (MB) dan volume basa (VB). (MB) (VB) = (mol/L)(L) = mol NaOH standard

2. Dari persamaan, Anda tahu bahwa ratio mol NaOH terhadap H2SO4

adalah 2:1. Dua mol NaOH diperlukan untuk menetralkan 1 mol H2SO4.

mol H2SO4 tertitrasi = mol NaOH standard × _1 mol H2SO4

2 mol NaOH

3. MA adalah molaritas asam dan VA adalah volume

mol H2SO4 titrated

■ Gambar 18.25 Titrasi adalah sebuah prosedur yang sangat teliti yang membutuhkan latihan. Kertas putih di bawah gelas kimia memberi latar belakang untuk melihat perubahan warna indikator

asam dalam liter. MA = VA

Terapkan strategi ini saat Anda mempelajari Contoh Soal 18.6.

B

B

A

-

A

MA = 1.828 × 10 mol HCOOH -

Contoh Soal 18.6

Data Titrasi Molaritas 18.28 mL larutan standard NaOH 0.1000M diperlukan untuk menetralkan 25.00 mL larutan asam metanoat (HCOOH). Berapa molaritas larutan asam metanoat?

1 Menganalisis SoalAnda tahu molaritas dan volume larutan NaOH dan volume larutan asam m e t a n o a t (HCOOH). Volume basa yang digunakan kira-kira empat per lima volume asam, jadi molaritas larutan asam pasti kurang dari 0.1M.

Math Handbook Solving Algebraic

Persamaanpages 954–955

Diketahui Tidak diketahui

VA = 25.00 mL HCOOH

VB = 18.28 mL NaOH

MB = 0.1000M

MA = ? mol/L

2 Menghitung yang tak DiketahuiTulis persamaan rumus seimbang untuk reaksi netralisasi.

HCOOH(aq) + NaOH(aq) → HCOONa(aq) + H2O(l)

1 mol NaOH menetralkan 1 mol HCOOH. Tulis hubungan mol asam dengan mol basa

V = 18.28 mL × _1 L

1000 mL

Hitung mol NaOH.

= 0.01828 L Ubah volume basa dari mL menjadi L.

Mol NaOH = (M )(V ) Aplikasikan hubungan antara mol basa, molaritas basa, dan volume basa.

Mol NaOH = (0.1000 mol/L)(0.01828 L) Substitute MB = 0.1000M dan VB = 0.01828 L.= 1.828 × 10-3 mol NaOH

Hitung moles of HCOOH.

1.828 × 10-3 mol NaOH × 1 mol HCOOH1 mol NaOH

= 1.828 × 10-3 mol HCOOH

Apply the stoichiometric relationship.

Hitung the molaritas of HCOOH.

1.828 × 10-3 mol HCOOH = (M )(V ) Apply hubungan antara mol asam, molaritas

asam, dan volume asam.

MA = 1.828 × 10 mol

HCOOHVA

Hitung MA.

V = 25.00 mL × _1 L

1000 ml

= 0.02500 L HCOOH Ubah volume asam dari mL menjadi L.

-3

0.02500 L HCOOH = 7.312 × 10

3 Mengevaluasi Jawaban

mol/L Subtitusi VA = 0.02500 L.

Jawaban tersebut sama dengan prediksi bahwa molaritas HCOOH kurang dari 0.1M, dan tercatat dengan benar dengan empat angka penting dan satuan yang benar.

PRACTICE Problems Extra Practice Pages 989–990 dan glenco e .com

44. Berapa molaritas larutan asam n i t r a t jika 43.33 mL larutan KOH 0.1000M diperlukan untuk menetralkan 20.00 mL larutan asam?

45. Berapa konsentrasi suatu larutan amonia pembers ih jika 49.90 mL HCl 0.5900M diperlukan untuk menetralkan 25.00 mL larutan tersebut?

46. Tantangan Berapa mililiter NaOH 0.500M yang bisa menetralkan 25.00 mL H3PO4 0.100M?

Hydrolysis GaramPada Gambar 18.26, beberapa tetes larutan indikator bromthymol biru telah ditambahkan ke larutan air 0.10M dari garam ammonium klorida (NH4Cl), natrium nitrat (NaNO3), dan potassium fluoride (KF). Natrium nitrat merubah indicator menjadi hijau, yang berarti larutan tersebut netral. Warna biru larutan KF menandakan bahwa larutan tersebut basa, dan warna kuning larutan ammonium klorida menunjukkan bahwa larutan tersebut asam. Mengapa larutan garam air ada yang netral, ada yang basa, dan ada yang asam? Banyak garam bereaksi dengan air dalam sebuah proses yang dikenal dengan nama hydrolysis garam. Pada hydrolysis garam, anion garam yang terdisosiasi menerima ion hidrogen dari air atau kation dari garam yang terdisosiasi mendonasikan ion hidrogen ke air.

Garam yang menghasilkan larutan basa Potassium fluoride adalah garam basa kuat (KOH) dan asam lemah (HF). Ia terdiosiasi menjadi ion potassium dan ion fluoride.

KF(s) → K+(aq) + F-(aq)

Ion K+ tidak bereaksi dengan air, tapi ion F- adalah basa lemah Brønsted- Lowry. Sejumlah ion fluoride membentuk kesetimbangan i n i dengan air.

F-(aq) + H2O(l) ⇌ HF(aq) + OH-(aq)

Molekul hidrogen fluoride dan ion OH- dihasilkan. A d a n y a p roduksi ion OH- berarti larutan itu adalah basa.

Garam yang menghasilkan larutan asamNH4Cl adalah garam basa lemah (NH3) dan asam kuat (HCl). Jika terlarut dalam air, garam ini terdisosiasi menjadi ion ammonium dan ion klorida.

NH4Cl(s) → NH4 +(aq) + Cl-(aq)

Ion Cl- tidak bereaksi dengan air, tapi ion NH4 + adalah asam lemah

Brønsted-Lowry. Ion Ammonium bereaksi dengan molekul air untuk menghasilkan kesetimbangan berikut.

NH4 +(aq) + H2O(l) ⇌ NH3(aq) + H3O+(aq)

Molekul Ammonia dan ion hydronium dihasilkan. Adanya ion hydronium berarti larutan tersebut asam.

Garam yang menghasilkan larutan netral Natrium nitrate (NaNO3) adalah garam asam kuat (HNO3) dan basa kuat (NaOH). Tidak ada hydrolysis garam yang terjadi karena Na+ maupun NO3

- tidak bereaksi dengan air. Jadi, larutan natrium nitrat adalah netral.

■ Gambar 18.26 Indikator bromthymol biru memberikan hasil mengejutkan jika ditambahkan ke tiga larutan garam ionik. Larutan NH4Cl adalah asam, larutan NaNO3 netral, dan larutan KF adalah basa. Penjelasannya ada hubungannya dengan kekuatan asam dan basa yang membentuk masing-masing garam.

Soal Latihan Extra Practice Pages 989–990 dan glenco e .com

47. Tulis persamaan reaksi hydrolysis garam yang terjadi ketika garam-garam berikut larut di air. Tentukan apakah asam, basa, atau netral.

a. ammonium nitrat c. rubidium asetatb. potassium sulfat d. kalsium karbonat

48. Tantangan Tulis persamaan reaksi yang terjadi pada a titrasi ammonium hidroksida (NH4OH) dengan hidrogen bromida ( HBr). Apakah pH pada titik ekuivalen lebih besar atau kurang dari 7?

■ Gambar 18.27 Untuk memberikan lingkungan yang baik bagi ubur-ubur ini, pH air aquarium di Monterey Bay Aquarium harus disesuaikan agar tetap dalam kisaran 8.1 sampai 8.4.

Prediksikan apa yang terjadi jika pH-nya dibiarkan jatuh ke 7.0.

Larutan BufferPenting bagi ubur-ubur yang pada Gambar 18.27 agar air aquarium dijaga tetap dalam kisaran pH yang sempit. pH yang konstan juga penting bagi tubuh Anda. pH darah Anda harus dijaga tetap dalam kisaran 7.1 sampai 7.7. Asam lambung dalam perut Anda harus memiliki pH antara 1.6 dan 1.8 untuk mendorong pencernaan makanan-makanan tertentu. Tubu h Anda mempertahankan nilai pH dalam batasan yang begitu sempit dengan menghasilkan buffer.

Apa itu buffer? Buffer adalah larutan yang menahan perubahan pH jika sejumlah kecil asam atau basa ditambahkan. Misalnya, menambah 0.01 mol HCl ke 1 L air murni mengurangi pH sebanyak 5.0 satuan, dari 7.0 ke 2.0. Begitu juga menambah 0.01 mol NaOH ke 1 L air murni meningkatkan pH dari 7.0 menjadi 12.0. Akan tetapi, jika Anda menambah HCl atau NaOH dengan jumlah yang sama ke 1 L larutan buffer, pH-nya mungkin berubah tidak lebih dari 0.1 unit.

Bagaimana buffer bekerja? Buffer adalah campuran asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya. Campuran ion dan molekul dalam larutan buffer menahan perubahan pH dengan beraksi ion hidrogen atau ion hidroksida yang ditambahkan ke larutan buffer.

Misalkan suatu larutan buffer mengandung konsentrasi 0.1M asam hidrofluorat (HF) dan natrium fluoride (NaF). NaF memberikan konsentrasi 0.1M ion F-. HF adalah asamnya, dan F- adalah basa konjugasinya. Kesetimbangan berikut akan terjadi.

HF(aq) ⇌ H+(aq) + F-(aq)Menambah asam Jika asam ditambahkan ke larutan buffer ini, seperti ditunjukkan pada Gambar 18.27b, kesetimbangan bergeser ke kiri. Menurut prinsip Le Châtelier, ion H+ yang ditambahkan dari asam adalah tekanan pada kesetimbangan, yang dihilangkan dengan reaksinya dengan ion F-

membentuk molekul HF tambahan yang tak terdisosiasi.

HF(aq) H+(aq) + F-(aq)

Kesetimbangan terjadi lagi dengan adanya HF tak terdisosasi dengan jumlah yang lebih banyak. Namun, pH larutan tidak banyak berubah karena pergeseran ke kiri menghabiskan sebagian besar ion H+ yang

ditambahkan

Tabel 18.7 System Buffer dengan Komponen Ekuimolar

Kesetimbangan BufferPasangan Asam-Basa Konjugasi

dalam Larutan BufferpH Buffer

HF(aq) ⇌ H+(aq) + F-(aq) HF/F- 3.20

CH3COOH(aq) ⇌ H+(aq) + CH3COO-(aq) CH3COOH/CH3COO- 4.76

H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3 -(aq) H2CO3/HCO3

- 6.35

H2PO4 -(aq) ⇌ H+(aq) + HPO4

2-(aq) H2PO4 -/HPO4

2- 7.21

NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4 +(aq) + OH-(aq) NH4

+/NH3 9.4

C2H5NH2(aq) + H2O(l) ⇌ C2H5NH3 +(aq) + OH-(aq) C2H5NH3

+/C2H5NH2 10.70

]

Menambahkan basa Jika basa ditambahkan ke system buffer asam hidrofluorat/ ion fluoride, ion OH- yang ditambahkan bereaksi dengan ion H+ membentuk H2O. Ini menurunkan konsentrasi ion H+, dan kesetimbangan bergeser ke kanan mengganti ion H+.

HF(aq) H+(aq) + F-(aq)

Meski pergeseran ke kanan menghabiskan molekul HF dan menghasilkan ion F- tambahan, pH tetap cukup konstan karena konsentrasi ion H+ tidak berubah banyak.

Kemampuan suatu larutan buffer untuk menahan perubahan pH bisa dilebih dengan menambahkan terlalu banyak asam atau basa. Jumlah asam atau basa yang bisa diserap larutan buffer tanpa perubahan pH yang signifikan disebut kapasitas buffer . Semakin besar konsentrasi molekul yang membuffer dan ion dalam larutan, semakin besar kapasitas buffer.

Memilih buffer Suatu sistem buffer akan paling efektif jika konsentrasi pasangan asam-basa konjugasinya sama atau hampir sama. Misalnya system buffer H2PO4

-/HPO4 2- yang dibuat dengan

mencampur NaH2PO4 dan NaH2PO4 dengan jumlah yang sama.

H2PO4 - ⇌ H+ + HPO4

2-

Berapa pH larutan buffer semacam itu? Persamaan konstanta ionisasi asam untuk kesetimbangan t e r s e b u t bisa memberikan jawabannya.

[H+][HPO4 2-]

KOSAKATAPENGGUNAAN ILMIAH v PENGGUNAAN UMUM

BufferPenggunaan ilmiah: larutan yang menahan perubahan pH jika sejumlah kecil asam atau basa ditambahkanSi kimiawan memutuskan untuk menggunakan bufffer yang terdiri dari asam format dan natrium format dengan jumlah molar yang sama.

Ka = 6.2 × 10-8

= [H2PO4-] Penggunaan Umum: sesuatu yang berfungsi sebagai pelindung

Karena larutan te rsebut d ibuat dengan jumlah molar Na2HPO4

dan Na2HPO4 yang sama, [HPO4 2-] sama dengan [H2PO4

-]. Jadi, kedua nilai dalam persamaan ionisasi a s a m batal.

Untuk rumah di lepas pantai, dindinglaut yang tinggi berfungsi sebagai buffer terhadap badai

6.2 × 10-8 = [H+][HPO4

2-

= [H+]

.

[H2PO4 -]

pH = -log [H+] = -log (6.2 × 10-8) = 7.21

Jadi, jika jumlah ekuimolar dari masing-masing komponen ini ada dalam system buffer HPO4

-/H2PO4 2-, system ini bisa mempertahankan

pH mendekati 7.21. Perhatikan bahwa pH adalah log negatif dari Ka. Tabel 18.7 mencantumkan beberapa system buffer, dengan pH efektifnya.

LAB PEMECAHAN MASALAHLAB PEMECAHAN MASALAH

Menggunakan Penjelasan Ilmiah

Bagaimana darah Anda mempertahankan pH-nya? Darah manusia mengandung tiga jenis sel. Sel darah merah mengirim oksigen ke setiap bagian tubuh. Sel darah putih memerangi infeksi, dan platelet membantu pembekuan jika pendarahan terjadi. Fungsi penting dari sel-sel ini akan rusak jika pH darah tidak dijaga di dalam kisaran 7.1 sampai 7.7. Di luar rentang ini, protein dalam tubuh kehilangan strukturnya dan kemampuannya untuk berfungsi. Untungnya, beberapa buffers mempertahhankan keseimbangan asam/basa yang diperlukan. Buffer asam karbonat/hidrogen

karbonat (H2CO3/HCO3 -) adalah yang paling penting.

CO2(g) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) ⇌H+(aq) + HCO3

-(aq)Saat asam dan basa memasuki aliran darah karena aktivitas normal, systems buffer darah bergeser untuk mempertahankan pH yang sehat secara efektif.

Analisis

Tergantung pada tingkat metabolisme tubuh dan faktor-faktor lainnya, kesetimbangan H2CO3/HCO3

– akan bergeser menurut prinsip Le Châtelier. Selain itu, paru-paru bisa merubah laju CO2 dikeluarkan dari tubuh karena bernafas, dan ginjal bisa merubah laju pelepasan ion HCO3

-.

Berpikir Kritis1. Tentukan berapa kali lebih besar [H+] jika pH darah berubah dari pH 7.4 ke 7.1.2. Jelaskan alasan mengapa rasio HCO3

– terhadap CO2 20:1 dalam darah baik untuk mempertahankan pH yang sehat.

3. Untuk setiap situasi perkirakan apakah pH darah akan naik atau turun, dan ke arah mana kesetimbangan H2CO3/HCO3

- akan bergeser.

a. Orang dengan virus perut yang parah muntah beberapa kali selama periode 24 jam

b. Untuk memerangi sakit, seseorang meminum (NaHCO3) terlalu banyak.

Bagian 18.4 PenilaianRingkasan Bagian◗ Dalam reaksi netralisasi, asam dan

basa bereaksi membentuk garam dan air.

◗ Persamaan i o n b e r s i h u n t u k netralisasi asam kuat oleh basa kuat adalah H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l).

◗ Titrasi adalah proses di mana reaksi netralisasi asam-basa digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan.

◗ Larutan buffered mengandung campuran molekul dan ion yang menahan perubahan pH.

49. -!). )DEA Jelaskan mengapa persamaan ion bersih untuk reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat selalu sama.

50. Jelaskan perbedaan antara titik ekuivalen dan titik akhir titrasi.51. Bandingkan hasil dari dua eksperimen: Pertama, sejumlah kecil basa

ditambahkan ke larutan tak terbuffer dengan pH 7. Kedua, basa dengan jumlah yang sama ditambahkan ke larutan terbuffer dengan pH 7.

52. Hitung molaritas larutan asam hidrobromat (HBr) jika 30.35 mL 0.1000M NaOH diperlukan untuk mentitrasi 25.00 mL asam tersebut hingga titik ekuivalen.

53. Interpretasikan Zat apa yang bisa digunakan untuk membuat larutan buffer dengan pH 9.4. Apalah jumlah zatnya ada hubungannya. Gunakan Tabel 18.7.

54. Desain sebuah Percobaan Jelaskan bagaimana Anda mendesain dan melakukan sebuah titrasi di mana Anda menggunakan HNO3 0.250M untuk menentukan molaritas larutan cesium hidroksida. Tuliskan rumusnya dan persamaan ion bersihnya.

668 Chapter 18 • Asam dan Basa Self-Check Quiz glenco e .com

Everyday Chemistry 672

Reaksi Asam-Basa pada Kue yang MengembangIngatkah Anda betapa menyenangkannya melihat sebuah gunung berapi cuka meletus? Gas karbondioksida (CO2)

dihasilkan dari reaksi dekomposisi yang segera terjadi setelah adanya reaksi asam-basa antara cuka(HC2H3O2),

sebuah asam, dan baking soda (NaHCO3), sebuah basa,

seperti ditunjukkan di bawah ini.

Reaksi Asam-BasaHC2H3O2(aq) + NaHCO3(aq) → NaC2H3O2(aq) + H2CO3(aq)

DecompositionH2CO3(aq) → CO2(g) + H2O(l)

Pelepasan karbondioksida sebagai hasil reaksi kimia antara asam dan basa, seperti ditunjukkan pada Gambar 1, adalah sebagian sebab mengapa kue yang dipanggang mengembang. Bahan yang menyebabkan adonan mengembang saat dipanggang disebut zat adonan. Dua zat adonan kimia yang utama adalah baking soda dan baking powder.

Baking soda Natrium hidrogen karbonat, juga disebut natrium bikarbonat, adalah nama kimia untuk baking soda. Jika digunakan dalam memasak, baking soda bereaksi dengan cairan yang sedikit asam, dan gelembung karbondioksida pun terbentuk. Cairan yang sedikit asam tersebut meliputi cuka, tetes tebu, madu, sitrus, cairan susu, dan banyak lagi lainnya.

Gambar 2 Memanggang gelembung yang terbentuk terjebak selama reaksi antara asam dan basa, menghasilkan kue yang ringan dan berangin .

Baking soda harus dicampur dengan bahan kering lainnya dan ditambahkan terakhir ke adonan sehingga lepasnya karbondioksida seragam di keseluruhan adonan. Reaksi asam-basa ini terjadi dengan cepat. Jika baking soda adalah satu-satunya zat adonan dalam sebuah resep, adonan harus dipanggang secepatnya sebelum gelembung-gelembung bisa keluar. Memanggang menyebabkan gelembung membesar, dan kue pun mengembang. Setelah adonan matang, gelembungnya terjebak, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Baking powder Jika sebuah resep tidak ada cairan asamnya, digunakan baking powder. Kebanyakan baking powder adalah campuran baking soda dan dua asam kering. Salah satu asam bereaksi dengan baking soda ketika larut dalam adonan, dan asam yang lainnya bereaksi dengan baking soda ketika dipanaskan.

Seperti baking soda, baking powder dicampur dengan bahan kering lainnya dan ditambahkan terakhir pada adonan. Akan tetapi, adonan yang dibuat dengan baking powder tidak harus dipanggang secepatnya.

Kadang, adonan dibuat dengan cairan yang agak asam termasuk baking powder maupun baking soda. Kelebihan asam bisa mengganggu kerja baking powder. Baking powder menghasilkan sumber karbondioksida yang bagus, dan baking soda membantu menetralkan asam.

Everyday Chemistry 673

Gambar 1 Karbondioksida membentuk gelembung ketika baking soda, sebuah basa, ditambahkan ke cuka, sebuah asam.

ChemistryMenganalisis Jika a recipe calls for flour, salt, sugar, bran cereal, milk, an egg, dan shortening atau vegetable oil, would you use baking soda atau baking powder?Explain. For more information about asam dan basa in cooking, visit glenco e .com .

Titrasi Data

Trial 1

Mass of weighing bottle dan asam

Mass of weighing bottle

Mass of solid asam

Moles of asam

Moles of basa required

Final reading of basa buret

Initial reading of basa buret

Volume of basa used in mL

Molaritas of basa

STANDARDIZE A BASA

Probeware Alternate CBL instructions bisa be found at glenco e .com .

Background: Titrasi is a procedure by which the molaritas of a basa bisa be determined.

Question: How bisa you determine the molaritas of a larutan of a basa?

Materials50-mL buret spatulaburet clamp 250-mL Erlenmeyer flask ring stand 500-mL Florence flask natrium hidroksida dengan rubber stopper pellets (NaOH) 250-mL beakerpotassium hidrogen centigram balance

phthalate (KHC8H4O4) wash bottledistilled air phenolphthalein larutanweighing bottle

Safety Precautions

WARNING: Dissolving NaOH in air generates heat. Phenolphthalein is flammable. Keep away dari flames.

Procedure1. Read dan complete the lab safety form.

2. Place about 4 g of NaOH in a 500-mL Florence flask.

Add enough air to dissolve the pellets dan bring the volume of the NaOH larutan to about 400 mL. Stopper the flask.

3. Use the weighing bottle to mass by difference about0.40 g of potassium hidrogen phthalate (KHC8H4O4, molar mass = 204.32 g/mol) into a 250-mL Erlenmeyer flask. Record this mass.

4. Use a wash bottle to rinse the insides of the flask, dan add about 50 mL of air. Add dua drops of phenolphthalein indicator larutan.

5. Rinse the buret dengan 10 mL of your basa larutan.Discard the rinse larutan in a discard beaker. Attach the buret to the ring stand using the buret clamp.

6. Fill the buret dengan NaOH larutan. The level of the liquid should be at atau below the zero mark. To remove any air trapped in the tip of the buret, allow a small amount of the basa to flow dari the tip intothe discard beaker. Read the buret to the nearest 0.02 mL, dan record this initial reading.

7. Place a piece of white paper on the basa of the ring stand. Swirl the flask while allowing the NaOH solu- tion to flow slowly dari the buret into the flask.

8. When the pink color begins to persist longer as the flask is swirled, add the basa drop-by-drop.

9. The end point is reached when one additional drop of basa turns the asam pink. The pink color should persist as the flask is swirled. Record the final volume in the buret.

10. Hitung the molaritas of your basa using Steps 1–4 in the Menganalisis dan Conclude section.

11. Refill the buret. Rinse the flask dengan air. Repeat the titrasi until the calculated values of the molar- ity for three trials show close agreement.

12. Cleanup dan Disposal Wash the neutralized larutan down the sink dengan plenty of air.

Menganalisis dan Conclude1. Interpret Data For each tritation, hitung the

number of moles of asam used by dividing the mass of the sample by the molar mass of the asam.

2. Infer How many moles of basa are required to bereaksi dengan the moles of asam you used?

3. Hitung Convert the volume of basa to liters.

4. Hitung the molaritas of the basa by dividing the moles of basa by the volume of basa in liters.

5. Error Analysis Did your calculated molarities agree? Explain any irregularities.

INQUIRY EXTENSIONDesign an Experiment Determine the concentra-tion of a vinegar larutan without using an indicator.

670 Chapter 18 • Asam dan Basa

Chapter Test g l e n coe . com 671 Chapter 18 • Acids and Bases

Download quizzes, key terms, dan flash cards dari glenco e .com .

BIG Idea Asam dan basa bisa be defined in terms of hidrogen ion dan hidroksida ion atau in terms of electron pairs.

SectioSection 18.18.1 Introduction to Asam dan Basa

MAIN Idea Different models help describe the behavior of asam dan basa.

Vocabulary• acidic larutan (p. 636) • konjugasi asam (p. 683)• amphoteric (p. 639) • konjugasi asam-basa pair• Arrhenius model (p. 637) (p. 638)• basic larutan (p. 636) • konjugasi basa (p. 638)• Brønsted-Lowry model • Lewis model (p.

641) (p. 638)

Key Concepts• The konsentrasi of hidrogen ion dan hidroksida ion determine

whether an air larutan is acidic, basic, atau netral.

• An Arrhenius asam must contain an ionizable hidrogen atom. AnArrhennius basa must contain an ionizable hidroksida group.

• A Brønsted-Lowry asam is a hidrogen ion donor. A Brønsted- Lowry basa is a hidrogen ion acceptor.

• A Lewis asam accepts an electron pair. A Lewis basa donates an electron pair.

SectioSection 18.18.2 Strengths of Asam dan Basa

MAIN Idea In larutan, kuat asam dan basa ionize completely, tapi lemah asam dan basa ionize only partially.

Vocabulary• asam ionisasi konstanta • kuat asam (p. 644)

(p. 647) • kuat basa (p. 648)• basa ionisasi konstanta • lemah asam (p.

645) (p. 649) • lemah basa (p. 648)

Key Concepts• Kuat asam dan kuat basa are completely ionized in a encer air

larutan. Lemah asam dan lemah basa are partially ionized in a encer air larutan.

• For lemah asam dan lemah basa, the value of the asam atau basa ionisasi konstanta is a measure of the strength of the asam atau basa.

SectioSection 18.18.3 Hidrogen Ion dan pH

MAIN Idea pH dan pOH are logarithmic scales that express the konsentrasi of hidrogen ion dan hidroksida ion in air larutan.

Vocabulary• ion product konstanta • pH (p. 652)

for air (p. 650) • pOH (p. 652)

Key Concepts• The ion product konstanta for air, Kw, equals the product of

the H+ ion konsentrasi dan the OH- ion konsentrasi.

Kw = [H+][OH-]

• The pH of a larutan is the negative log of the hidrogen ion konsentrasi. The pOH is the negative log of the hidroksida ion konsentrasi. pH plus pOH equals 14.

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

pH + pOH = 14.00

• A netral larutan has a pH of 7.0 dan a pOH of 7.0 karena the konsentrasi of hidrogen ion dan hidroksida ion are equal.

SectioSection 1188..4 Netralisasi

MAIN Idea In a netralisasi reaksi, an asam reacts dengan a basa to produce a salt dan air.

Vocabulary• asam-basa indicator • netralisasi reaksi

(p. 662) (p. 659)• buffer (p. 666) • salt (p. 659)• buffer capacity (p. 667) • salt hydrolysis (p. 665)• end point (p. 663) • titrant (p. 661)• equivalence point (p. 661) • titrasi (p. 660)

Key Concepts• In a netralisasi reaksi, an asam dan a basa bereaksi to form a

salt dan air.

• The net ionic persamaan for the netralisasi of a kuat asam by a kuat basa is H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l).

• Titrasi is the process in which an asam-basa netralisasi reaksi is used to determine the konsentrasi of a larutan.

• Buffered larutan contain mixtures of molekul dan ion that resist changes in pH.

Acidity Basicity

Chapter Test g l e n coe . com 672 Chapter 18 • Acids and Bases

Section 18.1

Mastering Concepts55. In terms of ion konsentrasi, distinguish antara

acidic, netral, dan basic larutan.

56. Write a balanced kimia persamaan that represents the self-ionisasi of air.

57. Classify each compound as an Arrhenius asam atau anArrhenius basa.a. H2S c. Mg(OH)2

b. RbOH d. H3PO4

58. Geology When a geologist adds a few drops of HCl to a rock, gas bubbles form. What might the geologist con- clude about the nature of the gas dan the rock?

Section 18.2

Mastering Concepts65. Explain the difference antara a kuat asam dan a

lemah asam.

66. Explain why kesetimbangan arrows are used in the ioniza- tion persamaan for some asam.

Netral

[H+

] ■ Gambar 18.29

■ Gambar 18.28

[OH-

]67. Which of the beakers shown in Gambar 18.29 might

contain a larutan of 0.1M hypochlorous asam? Explain your answer.

68. How would you compare the strengths of dua lemah asam experimentally? By looking up information in a tabel atau a handbook?

59. Explain the meaning of the relative sizes of the dua shaded areas to the right of the dark vertical line in Gambar 18.28.

60. Explain the difference antara a monoprotic asam,a diprotic asam, dan a triprotic asam. Give an example of each.

61. Why bisa H+ dan H3O+ be used interchangeably

in kimia persamaan?

62. Use the symbols <, >, dan = to express the relationship antara the konsentrasi of H+ ion dan OH-

ion in acidic, netral, dan basic larutan.

63. Explain how the definition of a Lewis asam differs dari the definition of a Brønsted-Lowry asam.

Mastering Problems64. Write a balanced kimia persamaan for each of the

following.a. the disosiasi of solid magnesium hidroksida in airb. the reaksi of magnesium metal dan hydrobromic

asamc. the ionisasi of propanoic asam (CH3CH2COOH)

in aird. the second ionisasi of sulfuric asam in air

69. Identify the konjugasi asam-basa pairs in the reaksi ofH3PO4 dengan air.

Mastering Problems70. Ammonia Cleaner Write the kimia persamaan dan Kb

expression for the ionisasi of ammonia in air. How is it safe for a window cleaner to use a larutan of ammonia, which is basic?

71. Disinfectant Hypochlorous asam is an industrial disin- fectant. Write the kimia persamaan dan the Ka

expres- sion for the ionisasi of hypochlorous asam in air.

72. Write the kimia persamaan dan the Kb expression for the ionisasi of aniline in air. Aniline is a lemah basa dengan the formula C2H5NH2.

73. A fictional lemah basa, ZaH2, reacts dengan air to yield a larutan dengan a OH- ion konsentrasi of 2.68 × 10-4 mol/L. The kimia persamaan for the reaksi isZaH2(aq) + H2O(l) ⇌ ZaH3

+(aq) + OH-(aq).Jika [ZaH2] at kesetimbangan is 0.0997 mol/L, what is thevalue of Kb for ZaH2?

74. Select a kuat asam, dan explain how you would prepare a encer larutan of the asam. Select a lemah asam, dan

Chapter Test g l e n coe . com 673 Chapter 18 • Acids and Bases

explain how you would prepare a concentrated larutan of the asam.

Chapter Test g l e n coe . com 673 Chapter 18 • Acids and Bases

Equivale

ncep int

Tabel 18.8 pH values

Substance pH

Household ammonia 11.3

Lemon juice 2.3

Antacid 9.4

Blood 7.4

Soft drinks 3.0

pH

Section 18.3

Mastering Concepts75. What is the relationship antara the pOH dan the OH-

ion konsentrasi of a larutan?

76. Larutan A has a pH of 2.0. Larutan B has a pH of 5.0.Which larutan is more acidic? Based on the H+ ion konsentrasi in the dua larutan, how many times more acidic?

77. Jika the konsentrasi of H+ ion in an air larutan decreases, what must happen to the konsentrasi of OH- ion? Why?

78. Use Le Châtelier’s principle to explain what happens to the kesetimbangan H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH-(aq)when a few drops of HCl are added to pure air.

79. Common Asam dan Basa Use the data in Tabel 18.8to answer the following questions.

Section 18.4

Mastering Concepts85. What asam dan basa must bereaksi to produce an air

natrium iodide larutan?

Titrasi of an Asam

12

10

8

o6

4

2

0

■ Gambar 18.30

Volume of basa added

a. Which substance is the most basic?b. Which substance is closest to netral?c. Which has a konsentrasi of H+ = 4.0 × 10-10M?d. Which has a pOH of 11.0?e. How many times more basic is antacid than blood?

Mastering Problems80. What is [OH-] in an air larutan at 298 K in which

[H+] = 5.40 × 10-3M?

81. What are the pH dan pOH for the larutan described inQuestion 80?

82. Jika 5.00 mL of 6.00M HCl is added to 95.00 mL of pure air, the final volume of the larutan is 100.00 mL. What is the pH of the larutan?

83. Given dua larutan, 0.10M HCl dan 0.10M HF, which larutan has the greater konsentrasi of H+ ion? Hitung pH values for the dua larutan, given that [H+] = 7.9 × 10-3M in the 0.10M HF.

84. Metal Cleaner Chromic asam is used as an industrial cleaner for metals. What is Ka for the second ionisasi of chromic asam (H2CrO4) jika a 0.040M larutan of sodi- um hidrogen chromate has a pH of 3.946?

86. What asam-basa indicators, shown in Gambar 18.24, would be suitable for the netralisasi reaksi whose titrasi curve is shown in Gambar 18.30? Why?

87. When might a pH meter be better than an indicator to determine the end point of an asam-basa titrasi?

88. What happens when an asam is added to a larutan con- taining the HF/F- buffer system?

89. When methyl red is added to an air larutan, a pink color results. When methyl orange is added to the same larutan, a yellow color is produced. What is the approx- imate pH range of the larutan? Use Gambar 18.24.

90. Give the name dan formula of the asam dan the basa dari which each salt was formed.a. NaCl b. KHCO3 c. NH4NO2 d. CaS

Mastering Problems91. Write formula persamaan dan net ionic persamaan for

the hydrolysis of each salt in air.a. natrium karbonat b. ammonium bromide

92. Air Purifier Lithium hidroksida is used to purify air by removing carbon dioxide. A 25.00-mL sample of lithium hidroksida larutan is titrated to an end point by 15.22 mL of 0.3340M klorida asam larutan. What is the molaritas of the LiOH larutan?

93. In an asam-basa titrasi, 45.78 mL of a sulfuric asam larutan is titrated to the end point by 74.30 mL of0.4388M natrium hidroksida larutan. What is the molaritas of the H2SO4 larutan?

—— —

Mixed Review

94. Write the persamaan for the ionisasi reaksi dan the basa ionisasi konstanta expression for ethylamine (C2H5NH2) in air.

95. How many milliliters of 0.225M HCl would be required to titrate 6.00 g of KOH?

96. What is the pH of a 0.200M larutan of hypobromous asam (HBrO)? Ka = 2.8 × 10-9

97. Which of the following are polyprotic asam? Write successive ionisasi persamaan for the polyprotic asam in air.a. H3BO3 c. HNO3

b. CH3COOH d. H2SeO3

98. Write balanced kimia persamaan for the dua succes- sive ionizations of carbonic asam in air. Identify the konjugasi-basa pair in each of the persamaan.

99. Sugar Refining Strontium hidroksida is used in the refining of beet sugar. Only 4.1 g of strontium hidroksida bisa be dissolved in 1 L of air at 273 K. Given that its solubility is so low, explain how it is possible that stron- tium hidroksida is considered a kuat basa.

100. What are the konsentrasi of OH- ion in larutan having pH values of 3.00, 6.00, 9.00, dan 12.00 at 298 K? What are the pOH values for the larutan?

Think Critically

104. Critique the following statement: “A substance whose kimia formula contains a hydroxyl group must be considered to be a basa.”

105. Menganalisis dan Conclude Is it possible that an aArrhenius asam is not a Brønsted-Lowry asam? Is it possi- ble that an asam according to the Brønsted-Lowry model is not an Arrhenius asam? Is it possible that a Lewis asam could not be classified as either an Arrhenius atau a Brønsted-Lowry asam? Explain dan give examples.

106. Apply Concepts Use the ion product konstanta of air at 298 K to explain why a larutan dengan a pH of 3.0 must have a pOH of 11.0.

107. Identify the Lewis asam dan basa in the following reaksi.a. H+ + OH- ⇌ H2Ob. Cl- + BCl3 ⇌ BCl4

-

c. SO3 + H2O ⇌ H2SO4

108. Interpret Scientific Illustrations Sketch the shape ofthe approximate pH v. volume curve that would result dari titrating a diprotic asam dengan a 0.10M NaOH larutan.

109. Recognize Cause dan Effect Illustrate how a buffer works using the C2H5NH3

+/C2H5NH2 buffer system. Show dengan persamaan how the lemah basa/konjugasi asam system is affected when small amounts of asam dan basa are added to a larutan containing this buffer system.

H O

H C — OH

H OH

H■ Gambar 18.32

■ Gambar 18.31

101. The pH probe in Gambar 18.31 is immersed in a 0.200M larutan of a monoprotic asam, HA, at 303 K. What is the value of Ka for the asam at 303 K?

102. Write the kimia persamaan for the reaksi that would occur when a basa is added to a larutan containing the H2PO4

-/HPO4 2- buffer system.

103. An air larutan buffered by benzoic asam (C6H5

COOH) dan natrium benzoate (C6H5COOHNa) is0.0500M in both compounds. Given that benzoic asam’sKa equals 6.4 × 10-5, what is the pH of the larutan?

110. Predict Salicylic asam, shown in Gambar 18.32, is usedto manufacture acetylsalicylic asam, commonly known as aspirin. Evaluate the hidrogen atoms in the salicylic asam molekul based on your knowledge about the ionizable hidrogen in the acetic asam molekul, CH3COOH. Predict which of salicylic asam’s hidrogen atoms is likely to be ionizable.

111. Apply Concepts Like semua kesetimbangan konstanta, the value of Kw varies dengan temperature. Kw equals2.92 × 10-15 at 10°C, 1.00 × 10-14 at 25°C, dan 2.92 ×10-14 at 40°C. In light of this information, hitung dan compare the pH values for pure air at these three temperatures. Based on your calculations, is it correctto say that the pH of pure air is always 7.0? Explain.

Ene

rgy

pH

TantanganTantangan PProobblleem112. You have 20.0 mL of a larutan of a lemah asam, HX,

whose Ka equals 2.14 × 10-6. The pH of the larutan is found to be 3.800. How much distilled air would you have to add to the larutan to increase the pH to 4.000?

Cumulative Review

113. What factors determine whether a molekul is polar atau nonpolar? (Chapter 8)

114. What property of some liquids accounts for the menis- cus that forms at the surface of a larutan in a buret? (Chapter 12)

115. Which of the following physical processes are exother- mic for air—freezing, boiling, condensing, subliming, evaporating? (Chapter 12)

116. Explain why an air pump gets hot when you pump air into a bicycle tire. (Chapter 13)

117. When 5.00 g of a compound was burned in a calorime- ter, the temperature of 2.00 kg of air increased dari24.5°C to 40.5°C. How much heat would be released by the combustion of 1.00 mol of the compound (molar mass = 46.1 g/mol)? (Chapter 15)

118. What is the difference antara an exothermic dan an endothermic reaksi? (Chapter 15)

Energy of a Reaksi

Additional Assessment

Chemistry

121. Asam/Basa Theories Imagine that you are the Danish chemist Johannes Brønsted. The year is 1923, dan you have formulated a new theory of asam dan basa. Write a letter to Swedish chemist Svante Arrhenius in which you discuss the differences antara your theo- ry dan his dan point out the advantages of yours.

122. Amino Asam Twenty amino asam combine to form proteins in living systems. Research the structures dan Ka values for five amino asam. Compare the strengths of these asam dengan the asam in Tabel 18.4.

Document-Based Questions Rainwater Gambar 18.34 shows pH measurements made dari a number of the monitoring sites in New York state. The pink dot represents the average of the measurementtaken at semua of the sites at a particular time.

Data obtained dari: Asam Deposition in New York 1987–2004. January, 2006. New YorkState Department of Environmental Conservation.

pH v. Year

4.9

4.7

4.5

4.3

Progress of reaksi

■ Gambar 18.33

119. Gambar 18.33 shows how energy changes during the progress of a reaksi.

4.1

3.91990

■ Gambar 18.34

1992 1994 1996 1998 2000 2002

Year

a. Is the reaksi exothermic atau endothermic?(Chapter 15)

b. How many steps are in the reaksi mechanism for the reaksi? (Chapter 16)

c. Explain how you could use the graph to identify the rate-determining step. (Chapter 16)

120. Hidrogen dan fluorine bereaksi to form HF according

to the following kesetimbangan persamaan.

H2(g) + F2(g) ⇌ 2HF ∆H = –538 kJ(g)

Will raising the temperature cause the amount of product to increase? Explain. (Chapter 17)

123. In general, what is the trend in the average pH for the years 1990 to 2003?

124. Hitung the [H+] for the lowest dan the highest pH measurements recorded on the graph. How many times more acidic is the rainwater having the highest reading than the rainwater dengan the lowest?

125. What is the pH of the trend line in 2003? How much has the average pH changed antara the years 1990 dan 2003?

Standardized Test Practice glenco e .com 676 Chapter 18 • Assessment

Titrasi Curve for a Basa

pH

Cumulative

Standardized Test PracticeMultiple Choice

Use the graph below to answer Questions 1 dan 2. Use the tabel below to answer Questions 5–7.

14

12

10

8

6

4

2

0Volume of asam added

1. What is the pH at the equivalence point of this titrasi?A. 10B. 9C. 5D. 1

2. Which indicator would be effective for detecting the end point of this titrasi?A. methyl orange, dengan a range of 3.2-4.4B. phenolphthalein, dengan a range of 8.2-10C. bromocresol green, dengan a range of 3.8-5.4D. thymol blue, dengan a range of 8.0-9.6

3. Hidrogen bromide (HBr) is a kuat, highly corro- sive asam. What is the pOH of a 0.0375M HBr larutan?A. 12.574B. 12.270C. 1.733D. 1.433

4. Cellular respiration produces about 38 mol of ATPfor setiap mole of glucose consumed:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O +

38ATP

Jika each mole of ATP bisa release 30.5 kJ of energy,how much energy bisa be obtained dari a candy bar containing 130.0 g of glucose?A. 27.4 kJ B. 836 kJ

C. 1159 kJ D. 3970 kJ

Standardized Test Practice glenco e .com 677 Chapter 18 • Assessment

Ionisasi Konstanta dan pH Data forSeveral Lemah Organic Asam

Asam pH of 1.000MLarutan Ka

Formic 1.87 1.78 × 10-4

Cyanoacetic ? 3.55 × 10-3

Propanoic 2.43 ?

Lutidinic 1.09 7.08 × 10-3

Barbituric 2.01 9.77 × 10-5

5. Which asam is the strongest?A. formic asam C. lutidinic asamB. cyanoacetic asam D. barbituric asam

6. What is the asam disosiasi konstanta of propanoic asam?A. 1.4 × 10-5 C. 3.72 × 10-3

B. 2.43 × 100 D. 7.3 × 104

7. What is the pH of a 0.40M larutan of cyanoacetic asam?A. 2.06 C. 2.45B. 1.22 D. 1.42

8. What does a value of Keq greater than 1 mean?

A. More reaktan than products exist at kesetimbangan.B. More products than reaktan exist at kesetimbangan.C. The rate of the forward reaksi is high at

kesetimbangan.D. The rate of the reverse reaksi is high at

kesetimbangan.

9. Magnesium sulfate (MgSO4) is often added to air- insoluble liquid products of kimia reaksi to remove unwanted air. MgSO4 readily absorbs air to form dua different hydrates. One of them is found to contain 13.0% H2O dan 87.0% MgSO4. What is the name of this hydrate?A. magnesium sulfate monohydrateB. magnesium sulfate dihydrateC. magnesium sulfate hexahydrateD. magnesium sulfate heptahydrate

Sol

ubil

ity

(gra

ms

of

solu

te/1

00 g

H2O

)

+

Short Answer SAT Subject Test: Chemistry

Use the description of an experiment below to answerQuestions 10–12.

Dua 0.050-mol samples of gas at 20°C are released dari the end of a long tube at the same time. One gas is xenon (Xe), dan the other is sulfur dioxide (SO2).

10. Explain which gas will have traveled farther after5 seconds. How bisa you tell?

11. How will increasing the temperature of this experi- ment affect the rate of effusion of each gas?

16. Air has an unusually high boiling point com- pared to other compounds of similar molar mass karena ofA. hidrogen bonding.B. adhesive forces.C. covalent bonding. D. dispersion forces. E. pi bonds.

Use the graph below to answer Questions 16 dan 17.

Solubilities as a Function of Temperature

12. Jika the pressure on the xenon at the end of the exper-

iment is 0.092 atm, what volume will it occupy?

Extended Response

Use the Gambar below to answer Question 13.

100

90

80

70

60

50

40

CaCl2

KCl

30 NaCl

20

10

0

KClO3

Ce2(SO

4)3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Temperature (°C)

Atoms of Element A Atoms of Element B

13. Explain how the kimia reaksi shown in this Gambar demonstrates the law of conservation of mass.

14. Describe lab procedures for preparing a 0.50M air larutan of NaOH dan a 0.50 m air larutan of NaOH.

15. Explain how you could express the konsentrasi of the 0.50 m larutan in Question 14 as a mole fraction.

17. Which compound has a solubility of 38 g/100 gH2O at 50 °C?A. CaCl2 D. KClO3

B. KCl E. Ce2(SO4)3

C. NaCl

18. Which has the greatest increase in solubility as temperature increases?A. Ce2(SO4)3 D. NaClB. CaCl2 E. Ce2(SO4)3

C. KClO3

NEED EXTRA HELP?

Jika You MissedQuestion . . .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Review Section . . . 18.4 18.4 18.3 11.2 18.2 18.2 18.2 17.3 10.5 12.1 12.1 13.2 11.1 14.2 14.2 12.2 14.3 14.3

Standardized Test Practice glenco e .com Chapter 18 • Assessment 677