Makalah HIDROLISIS kurikulum 2013

HIDROLISIS

Pengetahuan dan pemahaman

Garam amonium klorida NH₄CL dapat dibuat dengan mereaksikan 50mL larutan NH₃ 0,2 M dan 50 mL larutan HCl 0,2 M menurut reaksi: NH_3(aq) ⁺ HCl_(aq)→NH₄Cl . Senyawa tersebut dalam air mengalami hidrolisis dengan pH larutan sebesar . . . .(k_b NH₃=10^-5 ,k_w= 10 ^-14)

A.      1-log 5

B.      1+log 5

C.      5-log  1

D.     9+log  1

E.      9+log 5

Penyelesaian

Mol NH₃ =50 x0,2 = 10 mmol

Mol  HCl = 50 x 0,2 =10 mmol

V_Campuran =50 +50 = 100

[NH₃]= =0,1 M

[G]=0,1 M =10^-1 M

[H⁺]=[G] =  

                     =10^-5 =1 . 10^-5

pH=-log[H⁺]

      =-log(1 . 10^-5) = 5-log  1

(jawaban c)

Pedalaman Materi

Hidrolisis garam merupakan pengurian garam menjadi ion positif dan ion negativ yg terjadi dalam air. Berdasarkan asam basa pembentukan nya dibedakan menjadi sebagai berikut

a.      Garam dari asam kuat dan basa kuat

Garam ini berasal dari elektrolit kuat, tidak terhidrolisis dalam air, dan brsifat netral (pH=7)

b.      Garam dari asam lemah dan basa kuat

Garam ini mengalami hidrolisis sebagian/parsial dalam air, anion garam mengalami hidrolisis , dan larutan garam terhidrolisis bersifat basa (pH>7).

Contoh:

Reaksi ionisasi:

CH₃COONa_(aq) CH₃COO ^–_(aq) + Na⁺ _(aq)

Hidrolisis:

CH₃COO ^–_(aq) + H₂O_(l)CH₃COOH_(aq) +OH ^– _(aq) Na⁺_(aq)  + H₂O_(L)

Besar pH garam

[OH^-] =  . G

pOH=-log [OH]

pH=14-pOH

c.       Garam dari asam kuat dan basa lemah

Garam ini mengalami hidrolisis sebagian /parsial dalam air , kation garam mengalami hidrolisis , dan larutan garam terhidrolisis bersifat asam (pH<7).

Contoh:

Reaksi ionisasi

NH ₄Cl_(aq) NH₄⁺_(aq)⁺_(aq)

Hidrolisis

NH₄⁺+H₂O_(L)NH_3(aq) + H₃O⁺_(aq)

Cl ^– _(aq) + H₂O_(L)

Besar nya pH garam:

[OH⁺] =  . G

pH=-log [H⁺]

d.      Garam dari asam lemah dan basa lemah

Garam ini dapat terhidrolisis semua dalam air baik kaiton maupun anionnya. Harga ph bergantung pada harga k_a dan k_b. Jika:

K_a = k_b bersifat netral (ph=7)

K_a >k_b  bersifat asam (ph=7)

K_a < k_b  bersifat basa (ph=7)

[H⁺] =  . Kw

pH=-log [H⁺]

1.Pengertian

           Hidrolisis adalah reaksi kimia yang memecah molekul air (H2O) menjadi kation hidrogen (H+) dan anion hidroksida (OH−) melalui suatu proses kimia. Proses ini biasanya digunakan untuk memecah polimer tertentu, terutama yang dibuat melalui polimerisasi tumbuh bertahap(step-growth polimerization).

         Hidrolisis merupakan penguraian garam oleh air atau reaksi ion-ion garam dengan air. Pada penguaian garam ini, dapat terjadi beberapa kemungkinan, yaitu : 

Ion garam bereaksi dengan air menghasilkan ion H

Ion garam bereaksi dengan air menghasilkan ion H+, sehingga menyebabkan [H+] dalaMm air bertambah dan akibatnya [H+] > [OH-], maka larutan bersifat asam.

Ion garam tersebut tidak bereaksi dengan air, sehingga [H+] dalam air akan tetap sama dengan [OH-], maka air akan tetap netral (pH = 7).

Ion garam dianggap bereaksi dengan air, bila ion tersebut dalam reaksinya menghasilkan asam lemah atau basa lemah, sebab bila menghasilkan asam atau basa kuat maka hasil reaksinya akan segera terionisasi sempurna dan kembali menjadi ion-ionnya. Jika ditinjau dari asam dan basa pembentuknya ada empat jenis garam yang dikenal, yaitu ;

1. Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat

2. Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa lemah

3. Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa lemah

4. Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat

2. Contoh menghitung hirolisis

1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat

Asam kuat dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat netral, pH larutan ini sama dengan 7.

Contoh

Larutan KCl berasal dari basa kuat KOH terionisasi sempurna membentuk kation dan anionnya. KOH terionisasi menjadi H + dan Cl - . Masing-masing ion tidak bereaksi dengan air, reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

KCl (aq) → K + (aq) + Cl - (aq)

K + (aq) + H 2 O (l) →

Cl - (aq) + H 2 O (l) →

2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah

Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian (parsial) dalam air. Garam ini mengandung kation asam yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat asam, pH <7.

Contoh

Amonium klorida (NH 4 Cl) merupakan garam yang terbentuk dari asam kuat, HCl dalam basa lemah NH 3 . HCl akan terionisasi sempurna menjadi H + dan Cl - sedangkan NH 3 dalam larutannya akan terionisasi sebagian membentuk NH 4 + dan OH - . Anion Cl - berasal dari asam kuat tidak dapat terhidrolisis, sedangkan kation NH 4 + berasal dari basa lemah dapat terhidrolisis.

NH 4 Cl (aq) → NH 4 + (aq) + Cl - (aq)

Cl - (aq) + H 2 O (l) →

NH 4 + (aq) + H 2 O (l) → NH 3 (aq) + H 3 O + (aq)

Reaksi hidrolisis dari amonium (NH 4 + ) merupakan reaksi kesetimbangan. Reaksi ini menghasilkan ion oksonium (H 3 O + ) yang bersifat asam (pH<7). Secara umum reaksi ditulis:

BH + + H 2 O → B + H 3 O +

3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat

Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat mengalami hidrolisis parsial dalam air. Garam ini mengandung anion basa yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat basa (pH > 7).

Contoh

Natrium asetat (CH 3 COONa) terbentuk dari asam lemah CH 3 COOH dan basa kuat NaOH. CH 3 COOH akan terionisasi sebagian membentuk CH 3COO - dan Na + . Anion CH 3 COO - berasal dari asam lemah yang dapat terhidrolisis, sedangkan kation Na + berasal dari basa kuat yang tidak dapat terhidrolisis.

CH 3 COONa (aq) → CH 3 COO - (aq) + Na + (aq)

Na + (aq) + H 2 O (l) →

CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) → CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)

Reaksi hidrolisis asetat (CH 3 COO ‑ ) merupakan reaksi kesetimbangannya. Reaksi ini menghasilkan ion OH ‑ yang bersifat basa (pH > 7). Secara umum reaksinya ditulis:

A - + H 2 O → HA + OH -

4. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Lemah

Asam lemah dengan basa lemah dapat membentuk garam yang terhidrolisis total (sempurna) dalam air. Baik kation maupun anion dapat terhidrolisis dalam air. Larutan garam ini dapat bersifat asam, basa, maupun netral. Hal ini bergantung dari perbandingan kekuatan kation terhadap anion dalam reaksi dengan air.

Contoh

Suatu asam lemah HCN dicampur dengan basa lemah, NH 3 akan terbentuk garam NH 4 CN. HCN terionisasi sebagian dalam air membentuk H + dan CN - sedangkan NH 3 dalam air terionisasi sebagian membentuk NH4+ dan OH-. Anion basa CN - dan kation asam NH 4 +dapat terhidrolisis di dalam air.

NH 4 CN (aq) → NH 4 + (aq) + CN - (aq)

NH 4 + (aq) + H 2 O → NH 3(aq) + H 3 O (aq) +

CN - (aq) + H 2 O (e) → HCN (aq) + OH - (aq)

Sifat larutan bergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya (Ka dan Kb)

- Jika Ka < Kb (asam lebih lemah dari pada basa) maka anion akan terhidrolisis lebih banyak dan larutan bersifat basa.

- jika Ka > Kb (asam lebih kuat dari pada basa) maka kation akan terhidrolisis lebih banyak dalam larutan bersifat asam.

- Jika Ka = Kb (asam sama lemahnya dengan basa) maka larutan bersifat netral.

3.Menghitung pH

Garam yang mengalami hidrolisis membentuk suatu reaksi kesetimbangan. Pada reaksi kesetimbangan anion basa atau kation asam, akan dibebaskan OH - atau H + . Ion OH - dan ion H + inilah yang dapat menentukan apakah larutan tersebut bersifat asam, basa atau netral. Karena hidrolisis garam merupakan reaksi refersibel (bolak-balik), maka reaksi ini mempunyai tetapan kesetimbangan yang disebut tetapan hidrolisis (Kh). Besarnya Kh bergantung pada harga tetapan ionisasi asam (Ka) atau tetapan ionisasi basa (Kb). Tetapan hidrolisis dapat digunakan untuk menentukan pH larutan garam.

1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat

Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat jika dilarutkan dalam air menunjukkan reaksi netral, karena anion maupun kationnya masing-masing tidak ada yang bergabung dengan ion hidrogen atau hidroksida. Untuk menentukan produk yang sangat sedikit berdisosiasi. Karena itu kesetimbangan air tidak terganggu.

H 2 O (l) → H + (aq) + OH - (aq)

Karena konsetrasi H + dan OH - dalam larutan sama, maka larutan bersifat netral (pH=7)

2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah

Jika garam yang berasal dari asam kuat dengan basa lemah dilarutkan ke dalam air, maka larutan tersebut bersifat asam (pH < 7). Kation asam (BH + ) dari garam bereaksi dengan air yang menghasilkan ion H 3 O + .

BH + (aq) + H 2 O (l) → B (aq) + H 3 O + (aq) .

Reaksi ini mempunyai tetapan hidrolisis (Kh) sebagai berikut.

Konsentrasi BH + semula, sama dengan konsentrasi garamnya. Jika konsentrasi BH + mula-mula sebesar M dan hidrolisis sebesar α, maka konsentrasi semua komponen dalam persamaan tersebut adalah:

Karena nilai α sangat kecil, maka besarnya α pada M-α diabaikan, sehingga untuk M-α = M. Besarnya konsentrasi B dan H 3 O + adalah sama. Karena H 3 O + dapat diganti H +, persamaan tetapan hidrolisis dapat ditulis.

Suatu basa dapat mengalami kesetimbangan sebagai berikut.

B (aq) + H 2 O (l) → BH + (aq) + OH - (l) 

Selanjutnya konsentrasi ion H + dapat ditulis:

 

Keterangan:
Kh : tetapan hidrolisis
Kw : tetapan kesetimbangan air
Kb : tetapan ionisasi basa
[BH + ] : konsentrasi kation dari garam

3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat

Garam yang berasal dari asam lemah dengan basa kuat jika dilarutkan dalam air maka larutan tersebut bersifat basa (pH > 7). Anion basa (A - ) dari garam bereaksi dalam air yang menghasilkan ion OH - .

A - (aq) + H 2 O (l) → HA (aq) + OH - (aq)

Reaksi ini mempunyai tetapan hidrolisis sebagai berikut.

Konsentrasi A - semula sama dengan konsentrasi garamnya. Jika konsentrasi A - mula-mula sebesar M dan terhidrolisis sebesar α, maka untuk konsentrasi semua komponen dalam persamaan tersebut adalah:

Karena nilai α relatif kecil (dapat diabaikan) sehingga nilai (M-α) sama dengan M.

Asam lemah akan terionisasi menjadi:

HA → H + + A -

Konsentrasi HA sama dengan konsentrasi OH -, sehingga diperoleh persamaan tetapan:

Selanjutnya konsentrasi OH - dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:

Kh : tetapan hidrolisis

Kw : tetapan kesetimbangan air

Ka : tetapan ionisasi asam

[A-] : konsentrasi anion dari garam

4. Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah jika dilarutkan dalam air dapat bersifat asam, basa atau netral tergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya. Larutan garam ini akan terhidrolisis sempurna baik kation [BH + ] maupun anionnya [A - ].

Tetapan hidrolisis (Kh) dari hidrolisis di atas dapat ditulis sebagai berikut.

 Selanjutnya untuk menghitung [H + ] adalah sebagai berikut.

 

Keterangan:

Kh : tetapan hidrolisis

Kw : tetapan kesetimbangan air

Ka : tetapan ionisasi asam

Kb : tetapan ionisasi basa

SOAL DAN PEMBAHASAN:
1. 4,1 gram natrium asetat, CH3COONa (Mr = 82) dilarutkan dalam air hingga volume larutan 500 mL. Jika Ka CH3COOH = 10-5 , Tentukan pH larutan !
JAWAB ;
[g]= gram/Mr × 1000/mL= 4,1/82 × 1000/500=0,1 Molar
CH3COONa adalah garam yg berasal dari asam lemah CH3COOH(ada harga Ka) dan basa kuat NaOH. Maka yang dicari konsentrasi OH-
[〖OH〗^- ]=√(Kw/Ka . [g] )= √(〖10〗^(- 14)/〖10〗^(- 5) +0,1)= √(〖10〗^(-10) )= 〖10〗^(-5) M
pOH = – log [OH-] = – log 10-5 = 5
pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9

2. Tentukan pH dari 100 mL larutan (NH4)2SO4 0,2 M !. Jika diketahui tetapan hidrolisisnya 10-9.
JAWAB;
(NH4)2SO4 berasal dari basa lemah dengan asam kuat (yg kuat asam) berarti bersifat asam, maka yang dicari konsentrasi ion H+. Dan ion yg diikat garam yg berasal dari basa lemah = 2.
[H^+ ]=√(Kh . 2[g])= √(〖10〗^(-9). 2 . 0,2)= √(4. 〖10〗^(-10) )=2 .〖10〗^(-5) M
pH = – log 2.10-5 = 5 – log 2.

3. Jika diketahui Kb NH4OH = 1,8 . 10-5 dan Ka HF = 6,8 . 10-4 . Tentukan pH larutan dari 1 liter larutan NH4F 0,1 M !
JAWAB;
Garam NH4F berasal dari asam lemah dan basa lemah (ada harga Ka dan Kb), maka konsentrasi garam tidak berpengaruh.
[H^+ ]=√((Kw . Ka)/Kb )= √((〖10〗^(-14 ). 6,8 . 〖10〗^(-4))/(1,8 . 〖10〗^(-5) ))= √(37,〖8 . 10〗^(-14) )=6,15 .〖10〗^(-7) M
pH = – log [H+] = – log 6,15 . 10-7 = 7 – log 6,15

4. Diketahui 100 mL NH4OH 0,1 M direaksikan dengan 50 mL HCl 0,2 M. Jika Kb NH4OH=1,8 . 10-5, tentukan pH larutan setelah bereaksi !
JAWAB;
Mmol NH4OH = mL X M = 100 X 0,1 = 10 mmol
Mmol HCl = mL X M = 50 X 0,2 = 10 mmol
NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O
Semula : 10 mmol 10 mmol – –
Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol
Sisa : – – 10 mmol 10 mmol
Pereaksi tidak ada yang tersisa , berarti terjadi reaksi antara NH4Cl dan air (hidrolisis garam )
Karena yang kuat HCl (asam) maka yang dicari [H+]
mmol NH4Cl
[NH4Cl] = [g] = (mmol NH_4 OH)/(mL total)= 10/150=0,67 M
〖[H〗^+] = √((Kw .[g])/Kb)= √((〖10〗^(-14) . 0,067)/(1,8 .〖10〗^(-5) )) = √(37,2. 〖10〗^(-12) ) = 6,1 .〖10〗^(-6) M
pH = -log⁡〖[H^+ ]= -log⁡〖6,1 .〖10〗^(-1)=6-log⁡6,1 〗 〗