Kunci Jawaban Dan Pembahasan Lks Kimia Kelas 11 Semester 2 5t6r3j

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan konsep asam-basa serta sifat larutan asam dan basa; 2. menentukan pH larutan asam kuat, asam lemah, basa kuat, dan basa lemah; 3. terampil merancang, menyimpulkan, dan menyajikan hasil percobaan penentuan trayek pH indikator dari bahan alam; 4. terampil merancang, menyimpulkan, dan menyajikan hasil percobaan penentuan asam lemah dan asam kuat, serta basa lemah dan basa kuat; 5. menghitung pH larutan asam maupun basa. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. mensyukuri ciptaan Tuhan Yang Maha Esa berupa penggunaan prinsip asam-basa dalam kehidupan sehari-hari; 2. memiliki rasa ingin tahu, disiplin, bertanggung jawab, kreatif, ulet, dan proaktif dalam kelompok praktikum.

Larutan Asam-Basa Mempelajari

Sifat Larutan Asam dan Basa

Konsep Asam-Basa Mencakup

• • •

Teori Arrhenius Teori Brønsted-Lowry Teori Lewis

Penentuan pH Larutan Asam Kuat dan Basa Kuat

Mencakup

• • •

Sifat Asam Sifat Basa Identifikasi Asam-Basa

Penentuan pH Larutan Asam Lemah dan Basa Lemah

Mencakup

• • •

pH, pOH, dan pKw Penentuan pH Asam Kuat Penentuan pH Basa Kuat

Mencakup

• •

• •

Derajat Ionisasi Tetapan Kesetimbangan serta pH Asam Lemah dan Basa Lemah Konsep pH dalam Pencernaan Peranan Asam-Basa dalam Berbagai Bidang

Mampu • • • • • • • • •

Menjelaskan konsep asam-basa menurut Arrhenius, Brønsted-Lowry, dan Lewis. Menjelaskan dan membedakan sifat asam dan basa. Menentukan trayek pH indikator asam-basa dari bahan alam. Mengidentifikasi sifat asam dan basa dengan bahan yang ada di sekitar dengan cara sederhana maupun dengan alat ukur pH. Menjelaskan pengertian pH larutan asam dan pOH larutan basa serta pKw. Menjelaskan pengertian derajat ionisasi, Ka, dan Kb serta pengaruhnya terhadap asam lemah dan basa lemah. Menentukan pH asam kuat, asam lemah, basa kuat, dan basa lemah. Menyebutkan peranan asam dan basa dalam kehidupan sehari-hari. Mensyukuri anugerah Tuhan Yang Mahakuasa atas senyawa asam dan basa yang ada di sekitar dengan memanfaatkannya untuk kepentingan masyarakat luas.

Kimia Kelas XI

1

A. Pilihan Ganda

Teori Lewis menjelaskan asam sebagai spesi yang menerima pasangan elektron bebas.

1. Jawaban: c Menurut Arrhenius, asam adalah senyawa yang menghasilkan ion H+ saat dilarutkan dalam air, misal H2CO3. Menurut Arrhenius, senyawa Ba(OH)2 bersifat basa karena menghasilkan ion OH– dalam air. Arrhenius tidak dapat menjelaskan sifat NH3 yang sebenarnya bersifat basa. NH4Cl dan BaSO4 adalah garam yang masing-masing bersifat asam dan netral. Teori Arrhenius belum bisa menjelaskan sifat kedua garam tersebut.

5. Jawaban: a Pasangan asam-basa Brønsted-Lowry disebut juga pasangan asam-basa konjugasi. Pasangan asam-basa konjugasi pada reaksi 1) yaitu HCl dengan Cl– dan H2O dengan H3O+. Reaksinya sebagai berikut.

2. Jawaban: d Menurut Brønsted-Lowry, asam merupakan spesi yang mendonorkan proton, sedangkan basa adalah spesi yang menerima proton. Dengan demikian, dalam reaksi: CH 3COOH( aq ) + H 2O( ) CH 3COO –( aq ) + H3O+(aq) yang berperan sebagai asam adalah CH3COOH karena mendonorkan proton kepada H2O yang bersifat basa. Pada reaksi sebaliknya, CH3COO– berperan sebagai basa karena menerima proton dari H3O+ yang berperan sebagai asam. Teori yang menjelaskan CH3COOH bersifat asam karena melepaskan H+ adalah teori Arrhenius.

Pasangan asam-basa konjugasi pada reaksi 2) yaitu H2SO4 dan HSO4– dan Cl– dengan HCl. Reaksinya sebagai berikut. H2SO4(aq) + Cl–(aq) → HSO4–(aq) + HCl(aq)

3. Jawaban: b Asam fosfat (H3PO4) merupakan asam poliprotik yang menghasilkan 3 ion H+. Reaksi ionisasi asam fosfat sebagai berikut. H+(aq) + H2PO4–(aq) Tahap 1: H3PO4(aq) Tahap 2: H2PO4–(aq) H+(aq) + HPO42–(aq) Tahap 3: HPO42–(aq) H+(aq) + PO43–(aq) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Ionisasi total: H3PO4(aq) 3H+(aq) + PO43–(aq) Jadi, reaksi ionisasi asam fosfat adalah H3PO4(aq) 3H+(aq) + PO43–(aq). 4. Jawaban: b Menurut Brønsted-Lowry dalam reaksi NH3(aq) + H2O( ) NH4+(aq) + OH–(aq), amonia bersifat basa karena menerima proton dari H2O. Reaksi amonia dengan air menghasilkan ion OH– sesuai teori Arrhenius, tetapi teori Arrhenius tidak dapat menjelaskan sifat basa amonia dalam air. Teori yang menjelaskan basa sebagai spesi yang memberikan pasangan elektron adalah teori Lewis.

Cl–(aq) + H3O+(aq)

HCl(aq) + H2O( ) asam 1

basa 2

asam 1

basa 1

basa 2

asam 2

basa 1

asam 2

6. Jawaban: c a.

NH3(g) + Cl–(aq) asam 1

NH2–(aq) + HCl(aq)

basa 2

basa 1

asam 2

pasangan asam-basa konjugasi pasangan asam-basa konjugasi

b.

NH3(g) + HCO3–(aq)

NH2–(aq) + H2CO3(aq)

asam 1

basa 1

basa 2

asam 2


c.

NH3(g) + H2PO4–(aq) basa 2

asam 1

NH4+(aq) + HPO42–(aq) asam 2

basa 1

pasangan asam-basa konjugasi pasangan-asam basa konjugasi

d.

NH3(g) + H2PO4–(aq)

NH2–(aq) + H3PO4(aq)

asam 1

basa 1

basa 2

asam 2


e.

NH3(g) + HCO3–(aq)

NH2–(aq) + H2CO3(aq)

asam 1

basa 1

basa 2

asam 2


2

Larutan Asam Basa

Jadi, senyawa NH3 yang bersifat basa ditunjukkan pada reaksi c. 7. Jawaban: e Basa Lewis adalah spesi yang dapat mendonorkan pasangan elektron bebas ke spesi lain. Dengan demikian, molekul basa Lewis harus memiliki pasangan elektron bebas, misal H2O. Atom pusat pada BCl3, PCl5, AlF3, dan SO2 tidak mempunyai pasangan elektron bebas sehingga tidak berperan sebagai basa Lewis. 8. Jawaban: e

Pada kulit valensi atom N dalam molekul NH3 terdapat tiga pasang elektron yang berikatan (N – H) dan satu pasang elektron bebas (tidak berpasangan). Pada atom B dalam molekul BF3 terdapat tiga pasang elektron yang berikatan (B – F). Sepasang elektron bebas pada atom N dapat disumbangkan kepada atom pusat B yang kemudian digunakan secara bersama-sama membentuk ikatan kovalen koordinasi (B – N). Atom B pada BF3 bertindak sebagai asam Lewis. Asam Lewis merupakan spesi yang bertindak sebagai penerima pasangan elektron bebas, sedangkan basa Lewis merupakan spesi yang bertindak sebagai pemberi pasangan elektron bebas. Jadi, atom B pada BF3 bertindak sebagai asam Lewis karena menerima pasangan elektron bebas. 9. Jawaban: d Dalam reaksi H2O( ) + SO3(aq) → H2SO4(aq), H2O berperan sebagai basa karena mendonorkan pasangan elektron bebas. Pasangan elektron bebas dari O pada H2O berikatan kovalen dengan S dari SO 3 membentuk senyawa H 2 SO 4 . Dengan demikian, SO3 menerima pasangan elektron bebas sehingga berperan sebagai asam Lewis. 10. Jawaban: c H2O( ) + CN–(aq) → HCN(aq) + OH– (aq) asam 2

asam

asam konjugasi

basa konjugasi

HNO3(aq) ® H+(aq) + NO3–(aq) Jumlah ion H+ = 1 (asam monoprotik) 2H+(aq) + S2–(aq) b. H2S(aq) Jumlah ion H+ = 2 (asam poliprotik) c. KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq) Jumlah ion OH– = 1 (basa monoprotik) d. Al(OH)3(aq) Al3+(aq) + 3OH–(aq) Jumlah ion OH– = 3 (basa poliprotik) Jadi, yang merupakan asam dan basa poliprotik berturut-turut yaitu H2S dan Al(OH)3.

2. a.

Asam Basa

basa 2

1. Teori Arrhenius menentukan sifat asam-basa senyawa berdasarkan kemampuannya menghasilkan ion H+ dan ion OH– dalam air. Senyawa K2CO3 tidak mengandung ion H+ dan ion OH– sehingga teori Arrhenius tidak dapat menjelaskan sifat asam-basanya. Berbeda dengan teori Brønsted-Lowry yang menentukan sifat asam-basa berdasarkan transfer proton sehingga sifat senyawa K2CO3 dijelaskan sebagai berikut. K2CO3(aq) + 2H2O( ) → 2KOH(aq) + H2CO3(aq) basa

F H F H | | | | F – B + : N – H ⎯→ F – B : N – H | | | | F H F H

asam 1

B. Uraian

3. Teori Arrhenius

Teori Brønsted-Lowry

Teori Lewis

OH–

Bersifat basa karena membentuk OH– dalam air.

Bersifat basa karena dapat menerima proton

Bersifat basa karena dapat mendonorkan pasangan elektron bebas.

NH3

Tidak dapat dijelaskan dengan teori Arrhenius.

Bersifat basa karena dapat menerima proton.

Bersifat basa karena dapat mendonorkan pasangan elektron bebas.

H2O


Bersifat amfoter karena dapat menerima atau memberikan proton (membentuk H3O+ dan OH–)

Bersifat amfoter karena menerima pasangan elektron bebas sekaligus mendonorkan pasangan elektron bebas.

BCl3


Tidak dapat dijelaskan dengan teori BrønstedLowry.

Bersifat asam karena dapat menerima pasangan elektron bebas.

Senyawa

basa 1

Jadi, pasangan asam-basa konjugasi dalam reaksi tersebut adalah H2O dengan OH– serta CN–dengan HCN.

4. a.

HCl(g) + H2O( ) → H3O+(aq) + Cl–(aq) asam

basa

asam konjugasi

basa konjugasi

Kimia Kelas XI

3

b.

HC2O4–(aq) + NH3(aq) → H2C2O4(aq) + NH2–(aq) basa

asam

asam konjugasi

basa konjugasi

5. Persamaan reaksi Lewis untuk reaksi tersebut sebagai berikut. H O O |

↑

↑

H – O : + S → O → HO – S – OH ↓

c.

CH3COOH(aq) + HCl(aq) → basa

d.

+

CH3COOH2+(aq)

basa konjugasi

asam konjugasi

H2SO3(aq) + H2O(aq) → H3O+(aq) + HSO3–(aq) asam

e.

asam

Cl–(aq)

basa

asam konjugasi

Basa Lewis

↓

O

Asam Lewis

H2O berperan sebagai basa Lewis karena mendonorkan pasangan elektron bebas, sedangkan SO3 berperan sebagai asam karena menerima pasangan elektron bebas.

basa konjugasi

NH4+(aq) + CO32–(aq) → NH3(aq) + HCO3–(aq). asam

basa

basa konjugasi

asam konjugasi

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Sifat-sifat larutan basa antara lain menghasilkan OH– dalam air, tidak mengubah warna kertas lakmus biru, mengubah warna kertas lakmus merah menjadi biru, bersifat kaustik, dan terasa licin. Sementara itu, sifat larutan asam antara lain bersifat korosif, berasa masam, menghasilkan ion H+ dalam air, dan bereaksi dengan logam menghasilkan gas hidrogen. Jadi, sifat larutan basa ditunjukkan oleh angka 2), 3), dan 5). 2. Jawaban: b Sifat tanah ditentukan dari kandungan zat yang ada di dalamnya. Tanah pertanian yang terlalu banyak mendapat pupuk kompos atau tanah gambut masih mengandung zat organik yang belum terdekomposisi sempurna. Keadaan ini membuat tanah menjadi asam yang dapat diuji dengan kertas lakmus dan pH-meter. Uji kertas lakmus merah tidak akan berubah warna, sedangkan uji kertas lakmus biru akan berubah menjadi merah. Kandungan ion H+ dalam tanah yang bersifat asam sangat tinggi sehingga pH tanah < 7. Pengujian sifat tanah dengan hasil kertas

4

O

Larutan Asam Basa

lakmus merah berubah menjadi biru atau kertas lakmus biru tidak berubah warna menunjukkan sifat tanah basa. Tanah basa mengandung ion OH– tinggi sehingga pH tanah > 7. 3. Jawaban: e Air jeruk bersifat asam yang mempunyai pH di bawah 7. Dengan demikian, pH-nya dapat ditentukan dengan indikator yang mempunyai trayek di bawah 7, misal bromkresol hijau dan metil jingga. Oleh karena itu, indikator yang tepat ditunjukkan oleh angka 4) dan 5). Sementara itu, indikator fenolftalein dan alizarin kuning mempunyai trayek pH di atas 7 sehingga lebih sesuai untuk menentukan pH zat yang bersifat basa. Bromtimol biru mempunyai trayek pH di sekitar pH 7 sehingga kurang teliti untuk menentukan pH asam. 4. Jawaban: a Larutan yang mampu mengubah warna kertas lakmus merah menjadi biru bersifat basa, misal Na2CO3. Larutan H3PO4, NH4Cl, H2C2O4, dan CH3COOH merupakan senyawa yang bersifat asam. Larutan-larutan ini tidak mengubah warna kertas lakmus merah, tetapi mampu memerahkan kertas lakmus biru.

5. Jawaban: e Larutan X mempunyai pH 9,8 (di atas 7) sehingga bersifat basa. Larutan basa apabila diuji dengan kertas lakmus biru tidak akan mengubah warna kertas lakmus tersebut. Apabila larutan X diuji dengan kertas lakmus merah akan mengubah warna kertas lakmus menjadi biru. Larutan basa mempunyai jumlah Jumlah OH– lebih banyak dalam larutannya daripada jumlah H+. Sifat larutan X sama dengan larutan NaOH yaitu basa. Larutan H2SO4 merupakan larutan asam sehingga sifat larutan X berbeda dengan larutan H2SO4. Reaksi larutan basa dengan asam menghasilkan garam, misal reaksi larutan X (basa) dengan larutan H2SO4 (asam). 6. Jawaban: a Larutan organik yang tidak mengubah warna kertas lakmus merah tetapi memerahkan kertas lakmus biru menunjukkan bahwa larutan tersebut bersifat asam. Berdasarkan data, pada suasana asam bunga kana akan menghasilkan warna merah. Oleh karena itu, reaksi uji antara larutan organik dengan bunga kana akan menghasilkan warna merah. Begitu pula dengan indikator alami lainnya akan menghasilkan warna sesuai warna indikator pada keadaan asam. Bunga sepatu menghasilkan warna merah, kubis ungu menghasilkan warna merah muda, umbi bit menghasilkan warna biru, dan kulit manggis menghasilkan warna cokelat kemerahan. 7. Jawaban: c Obat mag merupakan zat yang bersifat basa. Jika diuji dengan kertas lakmus merah warna kertas lakmus berubah menjadi biru. Air abu juga merupakan zat yang bersifat basa dan akan menghasilkan warna yang sama saat diuji dengan kertas lakmus merah. Sementara itu, cuka, vitamin C, jus mangga, dan air aki adalah zat yang bersifat asam. Jika keempat zat tersebut diuji dengan kertas lakmus merah, warna kertas lakmus (tidak berubah). 8. Jawaban: c Hasil pengujian menunjukkan kertas lakmus merah tidak berubah warna. Pengujian dengan indikator daun pacar menghasilkan warna merah, indikator kunyit menghasilkan warna kuning, dan indikator kubis ungu menghasilkan warna merah muda. Hasil ini menunjukkan bahwa larutan uji bersifat asam. Di antara larutan tersebut yang bersifat asam adalah HNO3. NaCl dan K2SO4 merupakan garam yang bersifat netral. NH 4 OH dan Ca(OH) 2 merupakan larutan yang bersifat basa.

9. Jawaban: e Hasil pengujian yang tepat terhadap larutan tersebut sebagai berikut. Nama Larutan a. b. c. d. e.

Garam dapur Air suling Air sabun Air kapur Kalium hidroksida

Warna Kertas Warna Kertas Lakmus Merah Lakmus Biru Sifat Setelah Setelah Pencelupan Pencelupan Merah Merah Biru Biru Biru

Biru Biru Biru Biru Biru

Netral Netral Basa Basa Basa

10. Jawaban: d 1) Larutan I Indikator lakmus: larutan berwarna biru → pH ≥ 8,3 Indikator metil merah: larutan berwarna kuning → pH ≥ 6,2 Indikator bromtimol biru (BTB): larutan berwarna biru → pH ≥ 7,6 Jadi, pH larutan I ≥ 8,3

pH

2)

6,2

7,6 8,3

Larutan II Indikator lakmus: larutan berwarna merah → pH ≤ 4,5 Indikator metil merah: larutan berwarna jingga → 4,2 ≤ pH ≤ 6,2 Indikator bromtimol biru (BTB): larutan berwarna kuning → pH ≤ 6,0 Jadi, 4,2 ≤ pH ≤ 4,5

pH

4,2 4,5

6,0 6,2

Dengan demikian, pH larutan I dan larutan II berturut-turut yaitu pH ≥ 8,3 dan 4,2 ≤ pH ≤ 4,5. B. Uraian 1. Untuk mengetahui sifat asam-basa suatu larutan dapat dilakukan dengan cara menguji larutan tersebut menggunakan indikator asam-basa. Indikator asam-basa akan memberikan warna yang berbeda pada lingkungan asam dan basa. Contoh indikator asam-basa adalah kertas lakmus merah dan biru. Kertas lakmus merah dan biru akan menunjukkan warna merah dalam larutan asam dan warna biru dalam larutan basa.

Kimia Kelas XI

5

2. Larutan HClO4 termasuk larutan asam karena mempunyai pH di bawah 7 dan bersifat korosif. Sifat-sifat larutan HClO4 sebagai berikut. a. Menghasilkan ion H+ dalam air. b. Mampu memerahkan kertas lakmus biru. c. Mampu bereaksi dengan logam menghasilkan gas H2 dan garam. d. Mampu bereaksi dengan senyawa basa membentuk garam. 3. Bunga sepatu dan bunga mawar merah dapat digunakan untuk menentukan sifat asam-basa larutan karena bunga tersebut menunjukkan warna berbeda dalam suasana asam atau basa. Bunga sepatu memberikan warna merah dalam larutan asam dan warna kuning dalam larutan basa. Bunga mawar merah memberikan warna merah muda dalam larutan asam dan warna hijau dalam larutan basa. 4. Larutan H2CO3 adalah larutan yang bersifat asam, sedangkan larutan NH4OH bersifat basa. Larutan dalam botol I menunjukkan warna kuning saat diuji dengan bunga kana, warna kuning saat pengujian

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b M HNO3 = 0,01 M [H+] = M × valensi = 0,01 M × 1 = 0,01 pH = –log [H+] = –log (0,01) =2 Jadi, pH larutan HNO3 tersebut sebesar 2,0.

[H+] = [OH–] =

w

K

2. Jawaban: a Kw = [H+][OH–]

=

3. Jawaban: e Larutan asam monovalen dengan pH paling besar memiliki konsentrasi paling kecil. Berdasarkan tabel tersebut, larutan HCl memiliki konsentrasi paling kecil sehingga pH-nya paling besar. Jadi, larutan HCl 5 × 10–6 M memiliki pH paling besar.

Larutan Asam Basa

5. Pengujian larutan menggunakan indikator metil merah, larutan berwarna jingga maka pH larutan 4,4 ≤ pH ≤ 6,2. Pengujian larutan menggunakan indikator bromtimol biru, larutan berwarna hijau maka pH larutan 6,0 ≤ pH ≤ 7,6. Pengujian larutan menggunakan indikator metil jingga, larutan berwarna kuning maka pH larutan ≥ 4,4. Pengujian larutan menggunakan indikator bromkresol hijau, larutan berwarna biru maka pH larutan ≥ 5,4. Jadi, pH untuk larutan elektrolit tersebut berkisar antara 6,0 ≤ pH ≤ 6,2.

4. Jawaban: c 1) 100 mL HNO3 0,05 M HNO3(aq) → H+(aq) + NO3–(aq) [H+] = [HNO3] = 0,05 M pH = –log (0,05) = –log 5 × 10–2 = 2 – log 5 2)

50 mL H2SO4 0,01 M H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) [H+] = 2 × [H2SO4] = 2 × 0,01 M = 0,02 pH = –log (0,02) = –log 2 × 10–2 = 2 – log 2

3)

100 mL HCl 0,005 M HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) [H+] = [HCl] = 0,005 M pH = –log (0,005) = –log 5 × 10–3 = 3 – log 5

4)

200 mL HBr 0,02 M HBr(aq) → H+(aq) + Br–(aq) [H+] = [HBr] = 0,02 M pH = –log (0,02) = –log 2 × 10–2 = 2 – log 2

5,47 × 10−14

[H+] = 2,34 × 10–7 Jadi, konsentrasi H+ dalam air pada suhu 50°C sebesar 2,34 × 10–7.

6

dengan daun pacar air, warna jingga saat diuji dengan kunyit, dan warna merah saat diuji dengan umbi bit. Berdasarkan hasil tersebut, larutan dalam botol I bersifat basa. Dengan demikian, larutan dalam botol I berisi NH4OH. Larutan dalam botol II menunjukkan warna merah saat diuji dengan bunga kana, warna merah saat pengujian dengan daun pacar air, warna kuning saat diuji dengan kunyit, dan warna biru saat diuji dengan umbi bit. Hasil tersebut menunjukkan larutan II bersifat asam. Dengan demikian, larutan dalam botol II berisi H2CO3.

5)

50 mL HClO4 0,01 M HClO4(aq) → H+(aq) + ClO4–(aq) [H+] = [HClO4] = 0,01 M pH = –log (0,01) = –log 10–2 = 2 Jadi, pasangan larutan yang mempunyai pH yang sama adalah H2SO4 dan HBr atau larutan 2) dan 4).

5. Jawaban: c V1 × M1 = V2 × M2 10 mL × 0,01 M = 250 mL × M2 M2 = 0,0004 M = 4 × 10–4 M [H+] = 2 × [H2SO4] = 2 × (4 × 10–4 M) = 8 × 10–4 pH = –log [H+] = –log 8 × 10-4 = 4 – log 8 Jadi, pH larutan H2SO4 encer sebesar 4 – log 8. 6. Jawaban: e pH = 11 + log 2 pOH = 14 – (11 + log 2) = 3 – log 2 pOH = –log [OH–] = 3 – log 2 = –log 2 × 10–3 [OH–] = 2 × 10–3 M M NaOH = [OH–] = 2 × 10–3 M mol = M × volume NaOH = (2 × 10–3 M) × 3 liter = 6 × 10–3 mol Jadi, banyak mol dalam 1 liter larutan NaOH sebesar 6 × 10–3 mol. 7. Jawaban: b 1) larutan Ba(OH)2 0,01 M Ba(OH)2(aq) → Ba2+(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = 2 × [Ba(OH)2] = 2 × 0,01 M = 2 × 10–2 M pOH = –log [OH–] = –log (2 × 10–2) = 2 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (2 – log 2) = 12 + log 2 2)

3)

larutan Mg(OH)2 0,05 M Mg(OH)2(aq) → Mg2+(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = 2 × [Mg(OH)2] = 2 × 0,05 M = 10–1 M pOH = –log [OH–] = –log (10–1) =1 pH = 14 – pOH = 14 – 1 = 13 larutan Ca(OH)2 0,005 M Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = 2 × [Ca(OH)2] = 2 × 0,005 M = 10–2 M

pOH = –log [OH–] = –log (10–2) =2 pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12 4)

larutan NaOH 0,001 M NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq) [OH–] = [NaOH] = 0,001 M = 10–3 pOH = –log [OH–] = –log (10–3) =3 pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11

5)

larutan KOH 0,005 M KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq) [OH–] = [KOH] = 0,005 M = 5 × 10–3 M pOH = –log [OH–] = –log (5 × 10–3) = 3 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 5) = 11 + log 5 Jadi, urutan larutan dari yang paling basa yaitu larutan Mg(OH)2, Ba(OH)2, Ca(OH)2, KOH, dan NaOH yang ditunjukkan oleh angka 2) - 1) - 3) - 5) - 4). 8. Jawaban: a NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq) pH = 13 + log 5 pOH = 14 – pH = 14 – (13 + log 5) = 1 – log 5 [OH–] = 5 × 10–1 M [NaOH] = 5 × 10–1 M

M=

m Mr

m

×

5 · 10–1 = 40 ·

m=

1.000 V 1.000 200

5

40 × 5 × 10−1 5

= 4 gram

Kimia Kelas XI

7

Kadar NaOH dalam cuplikan =

massa NaOH massa cuplikan

× 100%

4

= 5 × 100% = 80% Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan adalah 80%. 9. Jawaban: c MOH(aq) ⎯→ M+(aq) + OH–(aq) [OH–]= [MOH] = 0,4 = 4 × 10–1 M pOH = –log (4 × 10–1) = 1 – log 4 pH = 14 – pOH = 14 – (1 – log 4) = 13 + log 4 1) KOH 0,5 M KOH(aq) ⎯→ K+(aq) + OH–(aq) KOH bervalensi 1 [OH–] = 1 × 0,5 M = 0,5 M pOH = –log [OH–] = –log 5 × 10–1 = 1 – log 5 pH = pKw – pOH = 14 – (1 – log 5) = 13 + log 5 2) NaOH 0,3 M NaOH(aq) ⎯→ Na+(aq) + OH–(aq) NaOH bervalensi 1 [OH–] = 1 × 0,3 M = 0,3 M pOH = –log [OH–] = –log 3 × 10–1 = 1 – log 3 pH = pKw – pOH = 14 – (1 – log 3) = 13 + log 3 3) Ba(OH)2 0,2 M Ba(OH)2(aq) ⎯→ Ba2+(aq) + 2OH–(aq) Ba(OH) bervalensi 2 [OH–] = 2 × 0,2 M = 0,4 M pOH = –log [OH–] = –log 4 × 10–1 = 1 – log 4 pH = pKw – pOH = 14 – (1 – log 4) = 13 + log 4 4) Ca(OH)2 0,1 M Ca(OH)2(aq) ⎯→ Ca2+(aq) + 2OH–(aq) Ca(OH)2 basa bervalensi 2 [OH–] = 2 × 0,1 M = 0,2 M pOH = –log [OH–] = –log 2 × 10–1 = 1 – log 2 pH = pKw – pOH 8

Larutan Asam Basa

= 14 – (1 – log 2) = 13 + log 2 5) Mg(OH)2 0,4 M Mg(OH)2(aq) ⎯→ Mg2+(aq) + 2OH–(aq) Mg(OH)2 bervalensi 2 [OH–] = 2 × 0,4 M = 0,8 M pOH = –log [OH–] = –log 8 × 10–1 = 1 – log 8 pH = pKw – pOH = 14 – (1 – log 8) = 13 + log 8 Jadi, larutan yang memiliki pH sama dengan larutan basa kuat MOH 0,4 M adalah Ba(OH)2 0,2 M. 10. Jawaban: d Asam H2A merupakan asam bivalen. pH = 1 → [H+] = 10–1 H2A(aq) → 2H+ + A2–(aq)

M=

[H + ] 2

M= 0,05 M =

Mr =

=

10 −1 2

= 0,05 M

10 × ρ × % Mr

10 × 1,25 gram mL−1 × 0,384% Mr 4,8 0,05

Jadi, Mr asam tersebut sebesar 96 gram mol–1. B. Uraian 1. H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) [H+] = 2 × [H2SO4] [H+] = 2 × 0,01 = 0,02 M = 2 × 10–2 M Kw = [H+] [OH–] –14 1,47 × 10 = (2 × 10–2)[OH–] [OH–] = 7,35 × 10–13 M pH larutan = –log [H+] = –log (2 × 10–2) = 2 – log 2 Jadi, konsentrasi ion H+ dalam larutan adalah 2 × 10–2 M, sedangkan konsentrasi OH– adalah 7,35 × 10–13 M. pH larutan 2 – log 2. 2. pH = 11,6 pH = 11 + 0,6 = 11 + log 4 pOH = 14 – pH = 14 – (11 + log 4) = 3 – log 4 pOH = –log [OH–] 3 – log 4 = –log [OH–] [OH–] = 4 × 10–3

Ba(OH)2(aq) → Ba2+(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = 2 × [Ba(OH)2] 4 × 10–3 = 2 × [Ba(OH)2] [Ba(OH)2] = 2 × 10–3 Jadi, konsentrasi larutan Ba(OH)2 tersebut 2 × 10–3 M. 3. a.

b.

c.

H2SO4 0,02 M [H+] = [H2SO4] × valensi [H+] = (0,02 M) × 2 = 0,04 pH = –log [H+] = –log 0,04 = –log 4 × 10–2 = 2 – log 4 Ca(OH)2 0,005 M [OH–] = [Ca(OH)2] × valensi [OH–] = (0,005 M) × 2 = 0,01 pOH = –log [OH–] = –log 0,01 = –log 10–2 = 2 pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12 HNO3 0,005 M [H+] = [HNO3] × valensi [H+] = (0,005 M) × 1 = 0,005 pH = –log [H+] = – log 0,005 = –log 5 × 10–3 = 3 – log 5

2 × 10–2 =

ρ HCl ⋅ V HCl M r HCl

×

1,1 ⋅ V HCl 36,5

1.000 500

×

1.000 V

2 × 10−2 × 36,5 1,1× 2

= 0,332 mL Jadi, volume HCl pekat yang diperlukan sebanyak 0,332 mL. 5. Misal basa bervalensi dua tersebut adalah M(OH)2. massa basa M(OH)2 = 29 mg = 0,029 gram M(OH)2(aq) → M+(aq) + 2OH–(aq) pH = 11 + log 5 pOH = 14 – pH = 14 – (11 + log 5) = 3 – log 5 = –log [OH–] = –log 5 × 10–3 [OH–] = 5 × 10–3 M [OH–] = [M(OH)2] × valensi 5 × 10–3 M = [M(OH)2] × 2 [M(OH)2] =

MM(OH) = 2

2,5 × 10–3 =

5 × 10 −3 2 m Mr

= 2,5 × 10–3 M 1.000

× volume

0,029 gram 58 gram mol−1

1.000

× volume

1.000

2,5 × 10–3 = 0,0005 × volume 2,5 × 10 −3 0,0005

4. HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) [H+] = 2 × 10–2 M [HCl] = [H+] = 2 × 10–2 M

M=

V HCl =

1.000

= volume volume = 200 mL Jadi, volume larutan yang dibuat dari 0,029 gram basa M(OH)2 sebanyak 200 mL.

2

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e Larutan yang termasuk asam lemah adalah HCOOH. Larutan HBr, HCl, HNO3, dan H2SO4 merupakan larutan asam kuat. 2. Jawaban: b pH = 3 – log 5 –log [H+] = –log 5 × 10–3 [H+] = 5 × 10–3 [H+] = α × M 0,005 = α × 0,02 M α = 0,25 Jadi, nilai derajat ionisasi asam lemah tersebut adalah 0,25.

3. Jawaban: c Kekuatan asam dari asam lemah ditentukan oleh harga Ka-nya. Semakin besar harga Ka, kekuatan asam semakin besar. HF mempunyai nilai Ka paling besar, sedangkan HCN mempunyai nilai Ka paling kecil. Dengan demikian, urutan asam dari yang paling lemah yaitu HCN – HClO – CH3COOH – HF. Urutan tersebut ditunjukkan oleh angka 2) 3) - 4) - 1). 4. Jawaban: c H2CO3(aq) → 2H+(aq) + CO32–(aq) pH = 5 – log 2 –log [H+] = –log 2 × 10–5 [H+] = 2 × 10–5

Kimia Kelas XI

9

2× 4×

[H+] =

Ka ×M

10–5

K a × 0,001

10–10

=

10–3 =

10–6 = 2 × 10–4 × [HCOOH] [HCOOH] = 5 × 10–3 M

= Ka × 0,001

Ka = 4 × 10–7 Jadi, nilai tetapan ionisasi H2CO3

sebesar 4 × 10–7.

5. Jawaban: d [H+] =

Ka ×M

[H+] =

6,4 × 10−4 × 0,1

=

= 8 × 10–3 = 8 × 10–4

Jadi, besar konsentrasi H+ dalam larutan tersebut sebanyak 8 × 10–3 M. 6. Jawaban: d Ka × M 10–4 =

1,8 ⋅ 10−5 × M

M = 5,5 × 10–4 M pH = 5 → [H+] = 10–5 10–5 =

1,8 ⋅ 10−5 × M

M = 5,5 × 10

–6

M

Pengenceran: V1 · M1 = V2 · M2 misal: V1 = 1 L 1 × 5,5 × 10–4 = V2 × 5,5 × 10–6 ⇔ V2 = 100 L Jadi, larutan asam sitrat akan mengalami perubahan pH dari 4 menjadi 5 jika diencerkan 100 kali. 7. Jawaban: b pH = 3 [H+] = 10–3 M Ka = 2 × 10–5 Ka ×M

10–3 =

2 × 10−5 × M 10–5

=2× ×M M = 0,05 M Jadi, konsentrasi asam lemah HX tersebut adalah 0,05 M. 8. Jawaban: d pH = 3 [H+] = 10–3

10

1.000 V

5 × 10–3 =

JP 6,02 × 1023

×

1.000 250

4

5 × 10−3 × 6,02 × 1023 4

9. Jawaban: c [OH–] = α × [NH4OH] = 20% × (0,01) = 0,002

pOH = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log 2 Jadi, nilai pOH dan pH larutan NH4OH tersebut berturut-turut yaitu 3 – log 2 dan 11 + log 2. 10. Jawaban: d [OH–] = α × b = 1% × 0,1 = 10–3 pOH= –log 10–3 =3 pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11 11. Jawaban: e LOH(aq) → L+(aq) + OH–(aq)

[H+] =

[H+] =

×

pOH = –log [OH–] = –log (0,002) = –log 2 × 10–3

pH = 4 → [H+] = 10–4

10–6

JP 6,02 × 1023

= 7,525 × 1020 molekul ≈ 7,5 × 1020 molekul

[H+]

[H+] =

1.000 V

[HCOOH] =

−6

[H+]

64 × 10

[HCOOH] = mol ×

JP =

6,4 × 10−5

[H+] =

2 × 10−4 × [HCOOH]

K a × [HCOOH]

Larutan Asam Basa

pH awal = 11 pOH = 3, [OH–] =10–3 M [OH–] = 10–3 =

K b × [LOH]

10−6 × [LOH]

10–3 = 10–6 × [LOH] [LOH] = 1 M pH akhir setelah pengenceran = 10 pOH = 4, [OH–] =10–4 M

K b × [LOH]

[OH–] =

10−6 × [LOH]

10–4 = 10–8

10–6

= × [LOH] [LOH] = 10–2 M

K a × [CH3COOH]

10–3 =

10−5 × [CH3COOH]

10–6 = 10–5 × [CH3COOH]

Sebelum dan sesudah pengenceran jumlah mol tetap sama. M1 × V1 = M2 × V2 1 M × 0,1 L = 10–2 M × V2 V2 = 10 L Volume akhir setelah pengenceran sebanyak 10 L. Dengan demikian, larutan diencerkan sebanyak 10 L 0,1 L

[H+] =

= 100 kali.

12. Jawaban: d

[CH3COOH] = 10–5 Larutan diencerkan hingga 1 liter. M1 × V1 = M2 × V2 –1 10 M × 0,1 L = M2 × 1 L M2 = 10–2 M [H+] =

K a × [CH3COOH]

[H+] =

10−5 × [CH3COOH]

=

10 −5 × 10−2

(M1 × V1) + (M 2 × V2 ) + (M 3 × V3 ) V total

[H+] =

=

(0,5 × 300) + (0,25 × 500) + (0 × 200) 300 + 500 + 200

[H+] = 10–3,5

=

150 + 125 1.000

M total =

= 0,275 M Jadi, konsentrasi asam menjadi 0,275 M. 13. Jawaban: a pH = 8 + log 9 pOH = 14 – (8 + log 9) = 6 – log 9 [OH–] = 9 × 10–6 [OH–] = 9 × 10–6 =

K b × [Fe(OH)3 ] 9 × 10−10 × [Fe(OH)3 ]

81 × 10–12 = 9 × 10–10 × [Fe(OH)3] −12

10−7

pH = –log [H+] = –log (10–3,5) = 3,5 Jadi, pH larutan setelah diencerkan menjadi 3,5. 15. Jawaban: b massa Al(OH)3 = 39 mg = 0,039 gram Mr Al(OH)3 = 78 mol Al(OH)3 =

0,039 78

M larutan Al(OH)3 =

= 0,0005 mol = 5 × 10–4 mol 0,0005 mol 0,125 L

= 0,004 M

Konsentrasi OH– dalam larutan Al(OH)3: [OH–] =

K b × [Al(OH)3 ]

10−5 × 0,004

[Fe(OH)3] =

81 × 10 9 × 10−10

= 9 × 10–2

[OH–] =

[Fe(OH)3] =

massa Mr

1L volume

[OH–] = 4 × 10−8 [OH–] = 2 × 10–4

1L 0,2 L

pOH = –log [OH–] = –log 2 × 10–4 pOH = 4 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (4 – log 2) = 10 + log 2 Jadi, pH larutan Al(OH)3 tersebut adalah 10 + log 2.

×

9 × 10–2 = massa × 107

9 × 10–2 = massa × 5 107

massa = 1,926 gram Jadi, massa serbuk Fe(OH)3 yang harus dilarutkan dalam 200 mL larutannya sebanyak 1,926 gram. 14. Jawaban: b CH3COOH(aq) → H+(aq) + CH3COO–(aq) pH = 3 [H+] = 10–3

Kimia Kelas XI

11

B. Uraian 1. [H+] =

4. pH = 9 pOH = 14 – pH = 14 – 9 =5

Ka ×M

[H+] =

7,2 × 10−10 × 0,2

[H+] =

14,4 × 10−11 =

1,44 × 10−10

[H+] = 1,2 × 10–5

[H+] = 3 × 10–3 = 9×

10–6

b=

K a × 0,05

= Ka × 0,05

Ka =

9 × 10 −6 0,05

= 1,8 × 10–4

α2 =

Ka M asam

1,8 × 10 −4 0,05

= 0,0036

volume NH3 = mol NH3 × 22,4 L mol–1 = 2 × 10–6 mol × 22,4 L mol–1 = 44,8 × 10–6 L = 4,48 × 10–5 L Jadi, volume gas NH3 yang diperlukan sebanyak 4,48 × 10–5 L. 5. mol NaOH =

massa Mg(OH)2 dalam 200 mL: [OH–] = 10–6 =

(10−11) × M

= 5 × 10–3 mol

−12

10 10−11

M=

massa Mr

×

58

massa 58

M NaOH = mol ×

= 0,1 M

0,1 = massa ×

1L volume 1L 0,2 L

×5

massa = 1,16 gram Jadi, massa Mg(OH) 2 yang larut dalam 200 mL larutannya sebanyak 1,16 gram. derajat ionisasi (α):

α2 = =

3 × 10 21 6 × 10 23

= 0,5 × 10–2

M=

0,1 =

=

JP 6,0 × 10 23

Kb × M

10–12 = 10–11 × M

Kb M basa 1,0 × 10 0,1

−11

Larutan Asam Basa

1.000 V

= 5 × 10–3 ×

1.000 500

2

= 10–2 M

[OH–] = [NaOH] × valensi = 10–2 × 1 = 10–2 M pH sama, berarti pOH sama dan [OH–] sama. [OH–] NaOH = [OH–] basa lemah 10–2 =

Kb × b

10–2 =

Kb × 1

10–4 = Kb Kb = 10–4 Jadi, Kb asam lemah tersebut 10–4.

= 10–10

α = 10–5 Jadi, derajat ionisasi Mg(OH)2 sebesar 10–5.

12

2 × 10 −5

mol NH3 = b × V air = 5 × 10–6 M × 0,4 L = 2 × 10–6 mol

Jadi, nilai Ka dan derajat ionisasi (α) dalam larutan HCOOH tersebut berturut-turut yaitu 1,8 × 10-4 dan 0,06.

b.

10 −10

= 0,5 × 10–5 = 5 × 10–6 M

α = 0,06

3. a.

Kb × b

2 × 10−5 × b 10–10 = 2 × 10–5 × b

Ka ×M

=

[OH–] = 10–5 =

pH = –log [H+] = –log (1,2 × 10–5) pH = 5 – log 1,2 = 5 – 0,08 pH = 4,92 Jadi, pH larutan tersebut 4,92. 2.

[OH–] = 10–5 M

Kimia Kelas XI

13

Peranan Asam-Basa dalam Berbagai Bidang

Konsep pH dalam Pencemaran

Tetapan Kesetimbangan

Derajat Ionisasi

Penentuan pH Basa Kuat

Penentuan pH Asam Kuat

pH, pOH, dan pKw

Penentuan pH Larutan Asam Lemah dan Basa Lemah

Penentuan pH Larutan Asam Kuat dan Basa Kuat

Larutan Asam-Basa

Sifat Larutan Asam-Basa

Konsep Asam-Basa

Identifikasi Asam-Basa

Sifat Basa

Sifat Asam

Teori Lewis

Teori Brønsted-Lowry

Teori Arrhenius

2)

A. Pilihan Ganda

CN–(aq) + H2O( ) → HCN(aq) + OH–(aq) basa

1. Jawaban: c Menurut Arrhenius senyawa basa adalah senyawa yang mampu menghasilkan ion OH– dalam air, misal senyawa Ba(OH)2. Sementara itu, senyawa asam dijelaskan sebagai senyawa yang mampu menghasilkan ion H+ dalam air. Teori asam-basa yang melibatkan donor pasangan elektron bebas dijelaskan oleh Lewis. Teori asam-basa yang melibatkan pengikatan dan pelepasan proton dijelaskan oleh Brønsted-Lowry. 2. Jawaban: d Oleh karena teori asam-basa Arrhenius hanya melihat kemampuan zat menghasilkan ion H+ dan OH – , H 2 O dianggap bersifat netral karena menghasilkan ion H + maupun ion OH– sama banyak. Teori Arrhenius mempunyai kelemahan karena tidak dapat menjelaskan sifat senyawa jika dilarutkan dalam pelarut selain air (H2O).

3)

basa konjugasi

basa

asam konjugasi

basa konjugasi

HSO4–(aq) + H2O( ) → H3O+(aq) + SO42–(aq) asam

5)

asam konjugasi

H2SO3(aq) + H2O( ) → H3O+(aq) + HSO3–(aq) asam

4)

asam

basa

asam konjugasi

basa konjugasi

H2O( ) + NH(aq)3 → NH4+(aq) + OH–(aq) asam

basa

basa konjugasi

asam konjugasi

3. Jawaban: a HSO4–(aq) + CO32–(aq) → SO42–(aq) + HCO3–(aq) asam

basa

basa konjugasi

asam konjugasi

Asam menurut teori Brønsted-Lowry adalah zat yang mendonorkan H+ (proton), sedangkan basa adalah spesi yang menerima H+ (proton). Jadi, zat yang berperan sebagai asam adalah HSO 4–, sedangkan zat yang bersifat basa adalah CO32–. 4. Jawaban: a Menurut teori Lewis dalam reaksi SnCl4( ) + 2Cl–(aq) → SnCl 62–( aq ), SnCl 4 merupakan spesi yang bersifat asam (menerima pasangan elektron bebas), sedangkan 2Cl– merupakan spesi yang bersifat basa (mendonorkan pasangan elektron bebas). Menurut teori Brønsted-Lowry, dalam reaksi HBr(aq) + H2O( ) → Br–(aq) + H3O+(aq), HBr berperan sebagai asam (mendonorkan proton) dan H2O berperan sebagai basa (menerima proton). Sementara itu, Br – berperan sebagai basa konjugasi dan H3O+ adalah asam konjugasi. 5. Jawaban: e 1) CH3COOH(aq) + H2O( asam

14

Larutan Asam Basa

) → CH3COO–(aq) + H3O+(aq)

basa

basa konjugasi

asam konjugasi

H2O pada reaksi 1), 3) dan 4) berperan sebagai basa, sedangkan H2O pada reaksi 2) dan 5) berperan sebagai asam. Dengan demikian, pasangan reaksi yang mempunyai H2O dengan sifat berbeda adalah reaksi 4) dan 5). 6. Jawaban: e Sifat zat dalam reaksi berdasarkan teori BrønstedLowry sebagai berikut. SO42–(aq) + HNO3(aq) → HSO4–(aq) + NO3–(aq) basa

asam

(menerima proton)

(mendonorkan proton)

asam konjugasi

basa konjugasi

7. Jawaban: e Reaksi H2O + SO3 → H2SO4 merupakan reaksi asam-basa menurut Lewis. H2O berperan sebagai basa Lewis karena mendonorkan pasangan elektron bebas, sedangkan SO3 berperan sebagai asam karena menerima pasangan elektron bebas membentuk senyawa H2SO4. Teori asam-basa yang melibatkan transfer proton dijelaskan oleh Brønsted-Lowry. Asam merupakan spesi yang mendonorkan proton, sedangkan basa adalah spesi yang menerima proton.

8. Jawaban: c Asam-basa konjugasi adalah dua zat yang mempunyai selisih satu atom H atau satu proton (H+). Misalnya H2CO3 dan HCO3–. 9. Jawaban: a 1) HS–(aq) + H+(aq) → H2S(aq) basa

2)

asam

H3PO4(aq) → H2PO4–(aq) + H+(aq) amfoter (asam dan basa)

3)

basa konjugasi

asam konjugasi

NH3(aq) + H2O( ) → NH4+(aq) + OH–(aq) basa

4)

asam-basa konjugasi

asam

asam konjugasi

basa konjugasi

SO42–(aq) + HNO3(aq) → HSO4–(aq) + NO3–(aq) basa

asam

asam konjugasi

basa konjugasi

Pasangan spesi yang keduanya bersifat asam adalah H+ dan H2O. 10. Jawaban: d Warna Kertas Larutan

K L M N O

Lakmus Merah Merah Biru Biru Merah Merah

Lakmus Biru Biru Biru Biru Merah Biru

Sifat Larutan Netral Basa Basa Asam Netral

11. Jawaban: b Indikator asam-basa dapat menunjukkan warna berbeda pada kondisi asam dan basa. Bahan alami yang dapat digunakan sebagai indikator alami antara lain kunyit, bunga kana, umbi bit, kubis ungu, dan bunga kamboja. 12. Jawaban: d Air limbah 1 Hasil uji indikator metil jingga: warna kuning → pH ≥ 4,4 Hasil uji indikator bromkresol hijau: warna biru → pH ≥ 5,4

Hasil uji indikator bromtimol biru: warna kuning → pH ≤ 6,0 Jadi, pH air limbah 1 adalah 5,4 ≤ pH ≤ 6,0. Air limbah 2 Hasil uji indikator metil jingga: warna kuning → pH ≥ 4,4 Hasil uji indikator bromkresol hijau: warna hijau → 3,8 ≤ pH ≤ 5,4 Hasil uji indikator bromtimol biru: warna kuning → pH ≤ 6,0 Jadi, pH air limbah 2 adalah 4,4 ≤ pH ≤ 5,4. 13. Jawaban: b Hasil pengujian menunjukkan warna ungu yang berarti larutan bersifat basa kuat. Contoh KOH. Hasil uji larutan lainnya sebagai berikut. Larutan

Warna Kertas Indikator

HF KOH NaCl HClO4 NH 4OH

Merah muda Ungu tua Hijau Merah tua Ungu muda

14. Jawaban: b Larutan H2SO4 0,1 M merupakan larutan asam kuat sehingga saat diuji dengan indikator fenolftalein akan menunjukkan larutan tidak berwarna karena pH di bawah 7. Pengujian dengan indikator bromtimol biru menghasilkan warna kuning karena sifat H2SO4 yang asam. Oleh karena asam kuat, pH larutan H2SO4 0,1 M sangat rendah sehingga warna larutan saat diuji dengan lakmus dan metil jingga berturut-turut adalah merah dan merah. 15. Jawaban: e Semakin kecil harga pH larutan, semakin kuat sifat asam, sedangkan semakin besar harga pH larutan, semakin lemah sifat asamnya. Jadi, urutan tingkat keasaman dari yang paling tinggi adalah sari buah anggur, susu, darah, hati ayam, dan air abu atau 5), 3), 2), 4), dan 1). 16. Jawaban: b 200 mL HCl 0,04 M [H+] = [HCl] × valensi [H+] = 0,04 × 1 = 0,04 pH = –log [H+] = –log 0,04 pH = –log 4 × 10–2 = 2 – log 4 Jadi, pH larutan HCl 0,04 tersebut adalah 2 - log 4 17. Jawaban: d misal V1 = V, V2 = 100V HBr(aq) → H+(aq) + Br–(aq) pH = 3, [H+] = 10–3 [HBr] = [H+] = 10–3 M

Kimia Kelas XI

15

Setelah diencerkan 100 kali: M1 × V1 = M2 × V2 10–3 × V = M2 × 100V M2 = 10–5

Kb = 10–5 Jadi, nilai Kb amonia sebesar 10–5.

[H+] setelah diencerkan = M2 × valensi = 10–5 × 1 = 10–5 pH = –log [H+] = –log 10–5 = 5 Jadi, pH larutan setelah diencerkan adalah 5. 18. Jawaban: b pH = 12 + log 4 pOH = 14 – (12 + log 4) = 2 – log 4 [OH–] = 4 × 10–2 [OH–] = [basa] × valensi 4 × 10–2 = [basa] × 2 [basa] =

4 × 10 −2 2

[basa] =

massa Mr

2 × 10–2 =

0,29 Mr

= 0,02 = 2 × 10–2 1L volume 1L 0,25 L

×

×

Mr = 58 Mr tiap-tiap basa sebagai berikut. Be(OH)2 = 43 Mg(OH)2 = 58 Ca(OH)2 = 74 Sr(OH)2 = 122 Ba(OH)2 = 171 Jadi, basa yang dimaksud adalah Mg(OH)2. 19. Jawaban: e Kekuatan asam lemah dapat diketahui dari nilai Ka-nya. Semakin besar nilai Ka, kekuatan asam lemah semakin besar. Berdasarkan data dalam tabel tersebut, urutan kekuatan asam lemah dari yang paling besar adalah HP > HK > HM > HN > HQ > HR > HL > HS. Dengan demikian, pernyataan yang tepat ditunjukkan pada opsi e yaitu asam HM lebih kuat daripada asam HL.

21. Jawaban: a Larutan yang mengandung ion OH– merupakan larutan basa yang ditandai dengan membirukan kertas lakmus merah dan tidak merubah warna kertas lakmus biru. Larutan basa ditunjukkan oleh larutan P dan S. Larutan yang tidak mengubah warna kertas lakmus merah maupun biru adalah larutan netral, misal larutan R. Larutan yang memerahkan kertas lakmus biru dan tidak mengubah warna kertas lakmus merah adalah larutan asam, misal larutan Q dan T. 22. Jawaban: e Limbah X: Hasil uji dengan bromtimol biru = biru → pH ≥ 7,6. Hasil uji dengan timol hijau = biru → pH ≥ 2,8. Hasil uji dengan fenolftalein = tidak berwarna → pH ≤ 8,0. Hasil uji dengan metil merah = kuning → pH ≥ 6,2. Jadi, 7,6 ≤ pH limbah X ≤ 8,0. Limbah Y: Hasil uji dengan bromtimol biru = kuning → pH ≤ 6,0. Hasil uji dengan timol hijau = biru → pH ≥ 2,8. Hasil uji dengan fenolftalein = tidak berwarna → pH ≤ 8,0. Hasil uji dengan metil merah = oranye → 4,4 ≤ pH ≤ 6,2. Jadi, 4,4 ≤ pH limbah Y ≤ 6,0. 23. Jawaban: e KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq) pH = 13, pOH = 14 – pH = 14 – 13 = 1 [OH–] = 10–1 M [KOH] = [OH–] = 10–1 M

M= 10–1 =

V=

20. Jawaban: e mol =

massa Mr

M larutan =

1,7 gram 17 gram mol−1 0,1 mol = 0,1 M 1L

=

α = 1% = 0,01 α=

Kb M

0,01 =

Kb 0,1

10–4 =

16

Kb 10

−1

Larutan Asam Basa

=

= 0,1 mol

massa Mr

×

1.000 V

1.000 1,4 × V 56 1,4 × 1.000 10−1 × 56 1.400 5,6

= 250 mL

Jadi, volume air yang diperlukan adalah 250 mL. 24. Jawaban: b [OH–] campuran =

([OH− ]1 × V1) + ([OH− ]2 × V2 ) V1 + V2

=

([KOH] × valensi × V1) + ([Ca(OH)2 × valensi × V2 ) V1 + V2

=

(0,01× 1× 100) + (0,01× 2 × 100) 100 + 100

1+ 2

3

= 200 = 200 = 1,5 × 10–2 M pOH= –log (1,5 × 10–2)

2)

= 2 – log 1,5 pH = 14 – pOH = 14 – (2 – log 1,5) = 12 + log 1,5

M RbOH =

25. Jawaban: b H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) CH3COOH(aq) CH3COO–(aq) + H+(aq) [H+] campuran = = = = = =

pH = pKw – pOH = 14 – (2 – log 5) = 12 + log 5 0,01 mol RbOH dalam 1 liter larutan

([H+ ]1 × V1) + ([H+ ]2 × V2 ) V1 + V2

3)

V1 + V2 (0,05 × 2 × 100) + ( 10−5 × 10−1 × 400) 100 + 400 10 + (10 −3 × 400) 500 10 + 0,4 500

M NaOH =

= 0,0208 ≈ 0,02 M =

pH = –log [H+] = –log (0,02) = 2 – log 2

4)

massa NaOH (1 × Ar Na) + (1 × Ar O) + (1 × Ar H)

=

0,4 gram ((1 × 23) + (1 × 16) + (1 × 1)) gram mol−1

=


= 10–3 pH = 3 Perbandingan pH larutan NaOH : pH larutan HF ⇔ 13 : 3. 27. Jawaban: d 1) 0,1 mol KOH dalam 2 liter larutan =

0,1mol 2L

mol NaOH volume NaOH 0,01mol 1L

= 0,01 M

0,1 mol Sr(OH)2 dalam 2 liter larutan

= 0,05 M

KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq) [OH–] = [KOH] × valensi = 0,05 × 1 = 0,05 M pOH = –log [OH–] = –log 5 × 10–2 = 2 – log 5

mol Sr(OH)2 volume Sr(OH)2

=

0,1mol 2L

= 0,05 M

Sr(OH)2(aq) → Sr2+(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = [Sr(OH)2] × valensi = 0,05 × 2 = 0,1 M pOH = –log [OH–] = –log 10–1 =1 pH = pKw – pOH = 14 – 1 = 13

10−5 ⋅ 10−1

mol KOH volume KOH

massa NaOH M r NaOH

=

M Sr(OH)2 =

Ka ⋅ a

M KOH =

= 0,01 M

NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq) [OH–] = [NaOH] × valensi = 0,01 × 1 = 0,01 M pOH = –log [OH–] = –log 10–2 = 2 pH = pKw – pOH = 14 – 2 = 12

26. Jawaban: a 1) NaOH 0,1 M [OH–] = [NaOH] · valensi = 0,1 × 1 = 0,1 = 10–1 pOH = 1 pH = pKw – pOH = 14 – 1 = 13 2) HF 0,1 M (Ka = 10–5) =

0,01mol 1L

= 0,01 mol

10,4 500

[H ] =

=

RbOH(aq) → Rb+(aq) + OH–(aq) [OH–] = [RbOH] × valensi = 0,01 × 1 = 0,01 M pOH = –log [OH–] = –log 10–2 = 2 pH = pKw – pOH = 14 – 2 = 12 0,4 gram NaOH dalam 1 liter larutan Mol NaOH =

([H2SO4 ] × 2 × V1) + ( K a ⋅ [CH3COOH] × V2 )

+

mol RbOH volume RbOH

5)

0,74 gram Ca(OH)2 dalam 0,5 liter larutan mol Ca(OH)2 =

massa Ca(OH)2 M r Ca(OH)2

Kimia Kelas XI

17

=

massa Ca(OH)2 (1 × Ar Ca) + (2 × Ar O) + (2 × Ar H)

=

0,74 gram ((1 × 40) + (2 × 16) + (2 × 1)) gram mol−1

=

0,74 gram (40 + 32 + 2) gram mol−1

=


[Ca(OH)2] =

= 5 × 10–3 M

mol Ca(OH)2 volume Ca(OH)2

=

0,01mol 0,5 L

= 0,02 M

Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = [Ca(OH)2] × valensi = 0,02 × 2 = 0,04 M pOH = –log [OH–] = –log 4 × 10–2 = 2 – log 4 pH = pKw – pOH = 14 – (2 – log 4) = 12 + log 4 Jadi, harga pH terbesar terdapat pada larutan 0,1 mol Sr(OH)2 dalam 2 liter larutan. 28. Jawaban: a Massa HCl = ρ HCl × V HCl = 1,08 g mL–1 × 10 mL = 10,8 g Larutan HCl mengandung 18,25% berat HCl 18,25

= 100 × 10,8 g = 1,97 g Mol HCl = =

M HCl =

M=

massa Mr

5 × 10–3 =

massa 74

massa =

= 0,01 mol

M Ca(OH)2 =

10−2 2

massa HCl M r HCl

× ×

1.000 V 1.000 250

4

5 × 10−3 × 74 4

= 9,25 × 10–2 gram Kadar Ca(OH)2 dalam cuplikan =

massa Ca(OH)2 massa cuplikan

=

9,25 × 10−2 8

× 100%

× 100%

= 1,1560% 30. Jawaban: a N2H5OH N2H5+ + OH– [OH–] =

K b × [N2H5OH]

3,4 × 10−6 × [N2H5OH] [N2H5OH] = 3,4 × 10–2 M Mol N2H5OH = 3,4 × 10–2 M × 0,5 L = 1,7 × 10–2 mol Massa N2H5OH = mol × Mr = 1,7 × 10–2 × 50 = 0,85 gram Jadi, massa N2H5OH sebesar 0,85 gram. 3,4 × 10–4 =

B. Uraian

1,97 g 36,5 g mol−1

= 0,05 mol

1. a.

HCl(aq) + H2O( ) → H3O+(aq) + Cl–(aq) asam

basa

mol HCl V HCl

asam konjugasi

basa konjugasi

1.000

= 0,05 mol × 500 L = 0,1 M [H+] = M HCl × valensi

HCl berperan sebagai asam karena mendonorkan H+ ke H2O, sedangkan Cl– adalah basa konjugasinya yang telah kehilangan proton (H+). Sementara itu, H2O berperan sebagai basa karena menerima proton (H+) dari HCl, sedangkan H3O+ adalah asam konjugasinya.

= 0,1 × 1 = 10–1 pH = –log [H+] = –log 10–1 = 1 Jadi, pH HCl setelah pengenceran adalah 1. 29. Jawaban: c Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH–(aq) pH = 12, pOH = 14 – pH = 14 – 12 = 2 [OH–] = 10–2 M [OH–] = [Ca(OH)2] × valensi 10–2 = [Ca(OH)2] × 2

18

Larutan Asam Basa

b.

NH3(g) + HC2O4–(aq) → H2C2O4(aq) + NH2–(aq) asam

basa

asam konjugasi

basa konjugasi

NH3 berperan sebagai asam karena mendonorkan H+ ke HC2O4–, sedangkan NH2– adalah basa konjugasinya yang telah

kehilangan proton (H+). Sementara itu, HC2O4– berperan sebagai basa karena menerima proton (H+) dari NH3, sedangkan H2C2O4 adalah asam konjugasinya. 2. a.

b.

3. a.

HSO4– dapat bersifat asam karena dapat menerima proton membentuk H2SO4. Reaksi: HSO4– + H+ → H2SO4 HSO4– dapat bersifat basa karena dapat melepaskan proton membentuk SO42–. Reaksi: HSO4– → SO42– + H+ Jadi, HSO4– dapat bersifat asam juga basa sehingga dapat dikatakan bersifat amfoter.

[H2CO3] = =

= 4 × 10–4 pH = –log (4 × 10–4) = 4 – log 4 6. pH = 11 pOH = pKw – pH = 14 – 11 = 3 –log [OH–] = 3 –log [OH–] = –log 10–3 [OH–] = 10–3 [OH–] =

1.000 V (mL)


×

10–3 = 1.000 1.000

= 0,1 M

=

4 × 10

−8

= 2 × 10–4 Jadi, konsentrasi H+ dalam larutan sebesar 2 × 10–4 M. Persentase H2CO3 yang telah terionisasi dalam larutan: Kb M

Kb × b K b × 0,1

= Kb × 10–1

Kb = 10–5 Jadi, Kb obat sebesar 10–5. 7.

α= 0,2% = 0,2 100

=

4 × 10–6 =

Kb M

4 × 10−9 M 4 × 10−9 M 4 × 10−9 M

M = 10–3 −7

=

4 × 10 0,1

=

4 × 10−6

= 2 × 10–3 Jadi, persentase H2CO3 yang terionisasi dalam larutan sebesar 2 × 10–3. 4. Pengujian dengan indikator metil merah menunjukkan warna kuning sehingga pH sampel ≥ 6,3. Pengujian dengan indikator BTB menghasilkan warna biru sehingga pH sampel ≥ 7,6. Pengujian dengan indikator fenolftalein tidak menghasilkan larutan berwarna sehingga pH larutan ≤ 8,3. Dengan demikian, pH sampel berada di antara 7,6 sampai 8,3 atau 7,6 ≤ pH ≤ 8,3. 5. massa asetil salisilat = 2 × 0,36 gram = 0,72 gram

M=

10

4 × 10−7 × 0,1

=

α=

–6

Ka ×M

[H+] =

b.

×

10−5 × 16 × 10−3

=

Konsentrasi H+ dalam larutan: massa Mr

Ka × M

[H+] =

1.000 V

massa Mr

×

0,72

1.000

[OH–] =

Kb × M

[OH–] =

4 × 10−9 × 10−3

4 × 10−12 [OH–] = 2 × 10–6 [OH–] =

pOH = log [OH–] = –log 2 × 10–6 = 6 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 2) = 8 + log 2 Jadi, pH larutan tersebut adalah 8 + log 2 8. Reaksi tersebut merupakan reaksi asam-basa Lewis yang melibatkan penggunaan pasangan elektron bebas. (CH3)2O berperan sebagai basa Lewis karena mendonorkan pasangan elektron bebasnya, sedangkan BF3 berperan sebagai asam Lewis karena menerima pasangan elektron bebas.

= 180 × 250 = 0,016 M

Kimia Kelas XI

19

9. [H+] campuran =

([asam]1 × V1 × valensi) + ([asam]2 × V2 × valensi) V1 + V2

=

(0,1× 100 × 1) + (0,1× 100 × 2) 100 + 100

=

10 + 20 200

=

30 200

= 0,15 M = 1,5 × 10–1 M pH = –log (1,5 × 10–1) = 1 – log 1,5 Jadi, pH campuran tersebut adalah 1 – log 1,5. 10. Asam HX(aq) → H+(aq) + X–(aq) [H+] =

Ka ×M

[H+] =

4 × 10−6 × 10−2

4 × 10−8 [H+] = 2 × 10–4 [H+] =

20

Larutan Asam Basa

pH = –log [H+] = –log (2 × 10–4) = 4 – log 2 Asam H2Y(aq) → 2H+(aq) + Y–(aq) [H+] =

Ka ×M

[H+] =

1,6 × 10−3 × 0,01

[H+] = 1,6 × 10−5 [H+] = 4 × 10–3 pH = –log [H+] = –log (4 × 10–3) = 3 – log 4 Larutan asam H2Y mempunyai pH lebih rendah atau lebih asam daripada HX. Hal ini dipengaruhi oleh nilai Ka yang lebih besar daripada nilai Ka HX.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan sifat-sifat larutan garam; 2. menentukan pH larutan garam; 3. menjelaskan kegunaan hidrolisis. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. mensyukuri karunia Tuhan berupa akal pikiran dalam mengaplikasikan proses hidrolisis untuk mengolah dan menjaga keseimbangan alam; 2. mampu mengembangkan rasa ingin tahu, disiplin, jujur, kerja sama, dan peduli lingkungan dalam melakukan percobaan serta menyajikan dan menganalisis data hasil percobaan; 3. menghargai kerja individu dan kelompok dalam mengerjakan tugas.

Kesetimbangan Ion dalam Larutan Garam Mempelajari

Reaksi Kesetimbangan Ion dan Sifat Larutan Garam

Mencakup

• •

Sifat-Sifat dan pH Larutan Garam Kegunaan Hidrolisis Mampu

• • • • • • •

Menjelaskan reaksi hidrolisis garam beserta contohnya. Menjelaskan sifat-sifat larutan garam. Menentukan pH larutan garam. Menjelaskan kegunaan hidrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Menyajikan hasil dan laporan praktikum hidrolisis garam. Mensyukuri karunia Tuhan berupa akal pikiran dalam mengaplikasikan proses hidrolisis untuk mengolah dan menjaga keseimbangan alam. Mempunyai kreativitas tinggi dan menghargai hasil kerja teman kelompoknya.

Kimia Kelas XI

21

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: a Tetapan kesetimbangan (K) dirumuskan sebagai perbandingan konsentrasi kanan dibagi konsentrasi kiri dipangkatkan masing-masing koefisiennya. Tetapan kesetimbangan basa HS– (Kb HS–) diperoleh dari reaksi: HS– + H2O dgf H2S + OH– K=

[H2S][OH− ] [HS− ][H2O]

K[H2O] = Kb =

[H2S][OH− ] [HS − ]

2. Jawaban: d Besar [OH–] dalam larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat dirumuskan sebagai berikut. [OH–] =

Kw Ka

·M

Jadi, besar [OH–] berbanding terbalik dengan akar kuadrat Ka-nya. 3. Jawaban: b NaF merupakan garam yang berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (HF) sehingga bersifat basa. Garam bersifat basa ini dapat terhidrolisis sebagian (parsial). Persamaan ionisasi dan hidrolisis NaF sebagai berikut. NaF(aq) → Na+(aq) + F–(aq) F–(aq) + H2O( ) dgf HF(aq) + OH–(aq) 4. Jawaban: b Reaksi ionisasi aluminium klorida (AlCl3): AlCl3(aq) → Al3+(aq) + 3Cl–(aq) AlCl3 berasal dari basa lemah (Al(OH)3) dan asam kuat (HCl). Dalam air, kation basa lemah (Al 3+ ) akan bereaksi dengan air sedangkan anion dari asam kuat (Cl – ) tidak bereaksi. Persamaan reaksi-nya sebagai berikut. Al3+(aq) + 3H2O( ) dgf Al(OH)3(aq) + 3H+(aq) Pada reaksi hidrolisis tersebut dihasilkan ion H+. Adanya ion H + dalam larutan inilah yang memerahkan kertas lakmus biru. 5. Jawaban: b Peristiwa hidrolisis terjadi pada ion yang berasal dari asam lemah atau basa lemah. Sementara itu, ion dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami reaksi hidrolisis. Reaksi ionisasi dari larutan tersebut sebagai berikut.

22

Kesetimbangan Ion dalam Larutan Garam

NH4NO3(aq) → NH4+(aq) + NO3–(aq) NH4+(aq) + H2O( ) dgf NH4OH(aq) + H+(aq) NO3–(aq) + H2O( ) → / + 2) KCl(aq) → K (aq) + Cl–(aq) K+(aq) + H2O( ) → / Cl–(aq) + H2O( ) → / 3) FeCl3(aq) → Fe3+(aq) + 3Cl–(aq) Fe 3+ (aq) + 3H 2 O( ) dgf Fe(OH) 3 (aq) + 3H+(aq) Cl–(aq) + H2O( ) → / 4) NaCN(aq) → Na+(aq) + CN–(aq) Na+(aq) + H2O( ) → / CN–(aq) + H2O( ) dgf HCN(aq) + OH–(aq) 5) K2SO4(aq) → 2K+(aq) + SO42–(aq) K+(aq) + H2O( ) → / SO42–(aq) + H2O( ) → / Jadi, peristiwa hidrolisis terdapat pada larutan 1), 3), dan 4). 1)

6. Jawaban: c Garam KX mempunyai pH 9 sehingga bersifat basa. Garam ini berasal dari basa kuat dan asam lemah. KX(aq) → K+(aq) + X–(aq) 0,01 M

0,01 M

0,01 M

K+(aq) + H2O( ) → / X–(aq) + H2O( ) dgf HX(aq) + OH–(aq) pH = 9 pOH = pKw– pH = 14 – 9 = 5 pOH = –log [OH–] 5 = –log [OH–] –5 –log 10 = –log [OH–] [OH–] = 10–5 M [OH–] = 10–5 = 10–10 =

Kw Ka

×M =

10 −14 Ka

10 −14 Ka

Kw Ka

× [X − ]

× 0,01 · 10–2

10–10 · Ka = 10–14 · 10–2 Ka =

10−16 10−10

= 10–6

Jadi, Ka asam HX sebesar 10–6. 7. Jawaban: b Mol NaOH = 0,005 L × 0,01 M = 5 × 10–5 mol Mol CH3COOH = 0,005 L × 0,01 M = 5 × 10–5 mol

NaOH(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O( ) 5 × 10–5 – – Mol mula-mula : 5 × 10–5 Mol reaksi : 5 × 10–5 5 × 10–5 5 × 10–5 5 × 10–5 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 5 × 10–5 Mol sisa : – – 5 × 10–5

Mol CH3COONa = 5 × 10–5 mol 5 × 10−5 mol

[CH3COONa]

= 1 × 10−2 L = 5 × 10–3 M CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) 5 × 10–3 M

5 × 10–3 M

5 × 10–3 M

CH3COO–(aq) + H2O( ) dgf CH3COOH(aq) + OH–(aq)

Na+(aq) + H2O( ) → / CH3COONa berasal dari asam lemah dan basa kuat sehingga bersifat basa. [OH–] = = =

Kw Ka Kw Ka

10 −14 10 −5

= =

Kw Ka

10–6 =

× [CH3COO ]

10 −14 1,8 × 10 −5

× 7,2 × 10 −3

4 × 10 −12

= 2 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log 2 × 10–6 = 6 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 2) = 8 + log 2 Jadi, pH larutan sebesar 8 + log 2.

× [C6H5COO− ]

10 −14 5 × 10

⋅ 5 × 10−3

−

Kw Ka

10–3 =

× [CH3COO− ]

8. Jawaban: d Larutan CH3COO– bersifat basa karena menghasilkan ion OH–. =

[OH–] =

×M

= 5 × 10 −12 = 2,2 × 10–6 M pOH = –log 2,2 × 10–6 = 6 – log 2,2 pH = pKw – pOH = 14 – (6 – log 2,2) = 8 + log 2,2 Jadi, pH larutan campuran yang terbentuk sebesar 8 + log 2,2.

[OH–]

9. Jawaban: b Larutan C6H5COONa memiliki pH = 11 sehingga bersifat basa. Garam ini berasal dari asam lemah dan basa kuat. C6H5COONa(aq) → C6H5COO–(aq) + Na+(aq) Na+(aq) + H2O( ) → / – C6H5COO (aq) + H2O( ) dgf C6H5COOH(aq) + OH–(aq) pH = 11 pOH = pKw – pH = 14 – 11 = 3 pOH = –log [OH–] 3 = –log [OH–] –3 –log 10 = –log [OH–] [OH–] = 10–3

10 −14 5 × 10 −10

−10

× [C6H5COO− ]

× [C6H5COO–]

5 × 10–16 = 10–14 [C6H5COO–] [C6H5COO–] =

5 × 10 −16 10 −14

[C6H5COO–] = 0,05 M M= 0,05 =

g Mr g 144

1.000 V 1.000 × 200

×

g = 1,44 gram Jadi, massa C6H5COONa yang harus dilarutkan sebesar 1, 44 gram. 10. Jawaban: c Mol asam propanoat = 0,06 L × 0,01 M = 6 × 10–4 mol Mol KOH = 0,06 L × 0,01 M = 6 × 10–4 mol CH3CH2COOH(aq) + KOH(aq) → CH3CH2COOK(aq) + H2O( ) Mol mula-mula : 6 × 10–4 6 × 10–4 – – Mol reaksi : 6 × 10–4 6 × 10–4 6 × 10–4 6 × 10–4 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol reaksi : – – 6 × 10–4 6 × 10–4

[CH3CH2COOK] =

6 × 10 −4 mol 0,12 L

= 5 × 10–3 M

CH3CH2COOK(aq) → CH3CH2COO–(aq) + K+(aq) 5 × 10–3 M

5 × 10–3 M

5 × 10–3 M

CH3CH2COO–(aq) + H2O( ) dgfCH3CH2COOH(aq) + OH–(aq) K+(aq) + H2O( ) → / CH3CH2COOK bersifat basa karena menghasilkan ion OH–.

Kimia Kelas XI

23

[OH–] = = =

Kw Ka

10 −14 2 ⋅ 10 −4

[5 × 10 −3 ]

25 × 10 −14

= 5 × 10–7 pOH = –log [OH–] = –log 5 × 10–7 = 7 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (7 – log 5) = 7 + log 5 Jadi, pH larutan yang terbentuk sebesar 7 + log 5. B. Uraian! 1. Empat kemungkinan sifat garam jika dilarutkan dalam air sebagai berikut. a. Jika garam yang terbentuk berasal dari asam kuat dan basa kuat, larutan garam bersifat netral. Ion-ion dalam larutan tidak bereaksi dengan air sehingga tidak terjadi reaksi hidrolisis. b. Jika garam yang terbentuk berasal dari asam kuat dan basa lemah, ikatan dalam larutan garam akan dipecah dan bersifat asam (dihasilkan ion H+). c. Jika garam yang terbentuk berasal dari basa kuat dan asam lemah, ikatan dalam larutan garam akan dipecah dan bersifat basa (dihasilkan ion OH–). d. Jika garam yang terbentuk berasal dari asam lemah dan lemah, larutan garam akan terhidrolisis sempurna tetapi sifat asam ataupun basa tergantung pada konstanta kesetimbangan dari Ka dan Kb. Jika nilai Ka lebih besar daripada Kb, larutan garam bersifat asam dan sebaliknya. 2. a. b.

3. 1)

2)

24

Reaksinya sebagai berikut. Pb(NO3)2 → Pb2+(aq) + 2NO3–(aq) Pb2+(aq) + 2H2O( ) dgf Pb(OH)2(aq) + 2H+(aq) NO3–(aq) + H2O( ) → /

[OH3CH2COO− ]

Reaksi hidrolisis H2CO3 sebagai berikut. H2CO3(aq) + H2O( ) dgf H3O+(aq) + HCO3–(aq) Air pada reaksi tersebut bertindak sebagai basa Bronsted-Lowry karena menerima proton dari H2CO3. Larutan KBr berasal basa kuat (KOH) dan asam kuat (HBr) sehingga tidak terjadi reaksi hidrolisis. Larutan ini bersifat netral. Larutan Pb(NO3)2 berasal dari basa lemah (Pb(OH)2) dan asam kuat (HNO3). Larutan ini akan mengalami hidrolisis parsial.


3)

4)

Garam Pb(NO 3 ) 2 bersifat asam karena menghasilkan ion H+. Larutan Na2HPO4 berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H3PO4) sehingga mengalami hidrolisis parsial. Reaksinya sebagai berikut. Na2HPO4 → 2Na+(aq) + HPO42–(aq) 2Na+(aq) + H2O( ) → / HPO42–(aq) + H2O( ) dgf H2PO4–(aq) + OH–(aq) Garam Na 2 HPO 4 bersifat basa karena menghasilkan ion OH–. Larutan (NH4)2CO3 berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam lemah (H2CO3) sehingga mengalami hidrolisis total. Reaksinya sebagai berikut. (NH4)2CO3 → 2NH4+(aq) + CO32–(aq) NH4+(aq) + H2O( ) dgf NH4OH(aq)+ H+(aq) CO32–(aq) + H2O( ) dgf HCO3–(aq) + OH–(aq) Sifat larutan (NH4)2CO3 bergantung harga Ka dan Kb.

4. pH larutan NH4OH [OH–] =

Kb × M

=

10−5 × 0,1

=

10−6

[OH–] = 10–3 M pOH = –log [OH–] = –log 10–3 = 3 pH = pKw – pOH = 14 – 3 = 11 pH larutan HCN [H+] = K a × M = 10−4 × 0,1 = 10−5 = 10–2,5 M pH = –log [H+] = –log 10–2,5 = 2,5

Persamaan reaksi: NH4OH(aq) + HCN(aq) → NH4CN(aq) + H2O( ) Larutan garam NH4CN terbentuk dari basa lemah (NH 4 OH) dan asam lemah (HCN) sehingga mengalami hidrolisis total. [H+] =

Kw × Ka Kb

=

10−14 × 10 −4 10 −5

=

10 −13 10–6,5

= M pH = –log [H+] = –log 10–6,5 = 6,5 Jadi, pH larutan campuran sebesar 6,5. 5. pH larutan basa lemah LOH = 11 + log 4 pOH = pKw – pH = 14 – (11 + log 4) = 3 – log 4 –log [OH–] = –log 4 × 10–3 [OH–]= 4 × 10–3 [OH–]=

Kb × M

4 × 10–3 = K b × 0,1 16 × 10–6 =Kb × 0,1 Kb =16 × 10–5 = 1,6 × 10–4

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Larutan Zn(NO3)2 merupakan larutan garam yang berasal dari basa lemah (Zn(OH)2) dan asam kuat (HNO3) sehingga garam ini bersifat asam. Larutan KBr merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (HBr) sehingga garam ini bersifat netral. Larutan Na2HPO4 merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H3PO4) sehingga garam ini bersifat basa. Larutan KNO2 merupakan larutan garam yang berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HNO2) sehingga garam ini bersifat basa.

100

Mol LOH = 1.000 L × 0,1 M = 0,01 mol 100

Mol HI = 1.000 L × 0,1 M = 0,01 mol LOH(aq) + HI(aq) → LI(aq) + H2O( ) Mol mula-mula : 0,01 0,01 – – Mol reaksi : 0,01 0,01 0,01 0,01 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,01 0,01

[LI] =

0,01mol 0,2 L

= 0,05 M LI(aq) → L+(aq) + I–(aq) 0,05 M

0,05 M

0,05 M

L+(aq) + H2O( ) dgf LOH(aq) + H+(aq) 0,05 M

I–(aq) + H2O( ) → / Larutan LI berasal dari basa lemah (LOH) dan asam kuat (HI) sehingga bersifat asam. [H+] = =

Kw Kb

×M =

10

−14

1, 6 × 10

−4

Kw Kb

× [L+ ]

· 5 × 10−2

3,125 × 10−12 = 1,8 × 10–6 M pH = –log 1,8 × 10–6 = 6 – log 1,8 Jadi, pH larutan campuran yang terbentuk sebesar 6 – log 1,8. =

2. Jawaban: e Larutan garam yang harga pH-nya tidak dipengaruhi oleh konsentrasi molarnya yaitu larutan garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa lemah, misal CH3COONH4. CH3COONH4 terbentuk dari asam lemah (CH 3 COOH) dan basa lemah (NH4OH). Harga pH-nya tergantung harga Ka dan Kb. Sementara itu, Al2(SO4)3 terbentuk dari asam kuat (H2SO4) dan basa lemah (Al(OH)3) sehingga bersifat asam. HCOONa terbentuk dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga bersifat basa. CaCl2 terbentuk dari asam kuat (HCl) dan basa kuat Ca(OH)2 sehingga bersifat netral. NH4NO3 terbentuk dari asam kuat (HNO3) dan basa lemah (NH 4OH) sehingga bersifat

Kimia Kelas XI

25

asam. Oleh karena itu, Al 2(SO4)3, HCOONa, CaCl2, dan NH4NO3 harga pH-nya tergantung pada konsentrasi molarnya. 3. Jawaban: b Garam yang membirukan kertas lakmus merah merupakan garam bersifat basa. Garam ini berasal dari basa kuat seperti NaOH, KOH, dan Ba(OH) 2 serta asam lemah seperti HF dan CH 3 COOH. Sementara itu, HCl dan HNO 3 merupakan asam kuat, sedangkan NH4OH dan Al(OH)3 merupakan basa lemah. Jadi, garam yang bersifat basa yaitu NaF dan CH3COOK, terdapat pada angka 1) dan 3). 4. Jawaban: c Larutan kalsium asetat (CH3COO)2Ca terbentuk dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (Ca(OH)2) sehingga bersifat basa. (CH3COO)2Ca(aq) → Ca2+(aq) + 2CH3COO–(aq) 0,01 M

0,01 M

CH3COO–(aq) + H2O( ) dgf Ca2+(aq) + H2O( ) → / Kh =

0,02 M

CH3COOH(aq) + OH–(aq)

Kw Ka

0,05 M

NH4+(aq)

0,05 M

+ H2O( ) dgf NH4OH(aq) + H+(aq)

0,05 M

Cl–(aq) + H2O( ) → / [H+] =

Kw Kb

×M

=

Kw Kb

× [NH4+ ]

=

10

−14

10

× 0,05

−5

= 5 × 10−11 = 2,2 × 10–5,5 M pH = –log [H+] = –log (2,2 × 10–5,5) = 5,5 – log 2,2 Jadi, pH larutan campuran yang terbentuk sebesar 5,5 – log 2,2. 6. Jawaban: a Amonium nitrat = NH4NO3 g

1.000 V

=

K h × [CH3COO − ]

[NH4NO3] = M × r

=

10−9 × 0,02

[NH4+] = [NH4NO3] pH larutan = 6 –log [H+] = –log 10–6 [H+] = 10–6

= 2 × 10−11 = 1,4 × 10–5,5 M pOH = –log (1,4 × 10–5,5) = 5,5 – log 1,4 pH = 14 – (5,5 – log 1,4) = 8,5 + log 1,4 Jadi, pH larutan natrium asetat sebesar 8,5 + log 1,4.

[H+] =

Kw Kb

[H+] =

Kw g 1.000 × × K b 80 V

5. Jawaban: c Mol HCl =

10 1.000

L × 0,1 M

= 0,001 mol Mol NH4OH =

10 1.000

L × 0,1 M

HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O( ) Mol mula-mula : 0,001 0,001 – – Mol reaksi : 0,001 0,001 0,001 0,001 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,001 0,001

[NH4Cl] =

0,001mol 0,02 L

= 0,05 M

Larutan NH4Cl merupakan larutan garam yang berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (HCl) sehingga bersifat asam.


× [NH4+ ]

10−14

10–6 =

2 × 10 −5

g

= 0,001 mol

26

0,05 M

NH4NO3(aq) → NH4+(aq) + NO3–(aq)

Kh × M

[OH–] =

NH4Cl(aq) → NH4+(aq) + Cl–(aq)

×

g 1.000 × 80 1.000

10−14

10–12 = 80 × 2 × 10−5 10–12 = g=

g × 10 −14 1,6 × 10 −3

1,6 × 10 −15 10 −14

= 0,16 gram Jadi, massa amonium nitrat yang dilarutkan sebesar 0,16 gram.

7. Jawaban: d Mol K2S =

massa K 2S Mr K 2S

=

5,50 g 110 g mol−1

(pH > 7). CaSO4 merupakan garam yang berasal dari basa kuat (Ca(OH)2) dan asam kuat (H2SO4) sehingga bersifat netral (pH = 7). Jadi, garam yang memiliki pH = 7 terdapat pada larutan 3) dan 5). 9. Jawaban: e

= 0,05 mol M K2S = =

100

Mol NH4OH = 1.000 L × 0,06 M = 0,006 mol

mol K 2S volume laru tan

400

Mol C6H5COOH = 1.000 × 0,015 M = 0,006 mol pH C6H5COOH = 3,5 – log 3

0,05 mol 0,05 L

=1M Garam K2S terbentuk dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (H2S) sehingga bersifat basa. K2S(aq) → 2K+(aq) + S2–(aq) 1M

2M

1M

S2–(aq) + 2H2O( ) dgf H2S(aq) + 2OH–(aq) 1M

K+(aq) + H2O( ) → /

–log [H+]= 3,5 – log 3 –log [H+]= –log 3 × 10–3,5 M [H+] = 3 × 10–3,5 M [H+] = 3 × 10–3,5 = Ka =

Ka × M K a × 0,015 9 × 10−7 0,015

= 6 × 10–5

[OH–] =

Kw Ka

×M

=

Kw Ka

× [S2 − ]

=

10−14 5 × 10−10

=

2 × 10−5

×1

= 4,47 × 10–3 M pOH = –log [OH–] = –log (4,47 × 10–3) = 3 – log 4,47 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 4,47) = 11 + log 4,47 Jadi, larutan yang terjadi mempunyai pH = 11 + log 4,47. 8. Jawaban: d Larutan garam yang memiliki pH = 7 berasal dari basa kuat dan asam kuat. Al2(SO4)3 merupakan garam yang berasal dari basa lemah (Al(OH)3) dan asam kuat (H2SO4) sehingga bersifat asam (pH < 7). NH4CN merupakan garam yang berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam lemah (HCN) sehingga pH tergantung harga Ka dan Kb-nya. BaCl2 merupakan garam yang berasal dari basa kuat (Ba(OH)2) dan asam kuat (HCl) sehingga bersifat netral (pH = 7). CH3COONa merupakan garam yang berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (CH3COOH) sehingga bersifat basa

NH4OH(aq) + C6H5COOH(aq) → C6H5COONH4(aq) + H2O( ) Mol mula-mula : 0,006 0,006 – – Mol reaksi : 0,006 0,006 0,006 0,006 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,006 0,006

Garam C6H5COONH4 yang terbentuk berasal dari asam lemah dan basa lemah. pH = 7 – log 2 pH = –log [H+] –log [H+] = –log 2 × 10–7 [H+] = 2 × 10–7 [H+] = 2 × 10–7 = 4 × 10–14 =

Ka Kb

×Kw

6 × 10 −5 Kb

× 10 −14

(6 × 10 −5 ) × 10 −14 Kb

Kb = 1,5 × 10–5 pH larutan NH4OH mula-mula: [OH–] = =

Kb × M

(1,5 × 10−5 ) × 0,06

9 × 10−7 = 3 × 10–3,5 M pOH = –log 3 × 10–3,5 [OH–] = 3,5 – log 3 pH = 14 – (3,5 – log 3) = 10,5 + log 3 Jadi, pH larutan NH4OH sebesar 10,5 + log 3. =

Kimia Kelas XI

27

10. Jawaban: c Kurva tersebut merupakan kurva titrasi antara asam lemah dan basa kuat. pH larutan awal berasal dari pH asam lemah. Pada penambahan 10–49,9 mL titran, larutan bersifat sebagai buffer karena mengandung asam lemah dan garamnya. Titik ekuivalen terjadi pada pH > 7 karena larutan hanya mengandung garam yang mengalami hidrolisis parsial. Pada penambahan 50,1–60 mL titran, larutan bersifat basa kuat karena mengandung sisa basa. 11. Jawaban: d Mol NH4NO3 = massa NH4NO3 Mr NH4NO3

= = [NH4NO3] =

8g (28 + 4 + 48) g mol−1 8g = 0,1 mol 80 g mol−1

0,1mol 0,01L

= 10 M

Garam NH 4 NO 3 terbentuk dari basa lemah (NH 4 OH) dan asam kuat (HNO 3 ) sehingga bersifat asam. NH4NO3(aq) → NH4+(aq) + NO3–(aq) NH4+(aq) + H2O( ) dgf NH4OH(aq) + H+(aq) NO3–(aq) + H2O( ) → / Kw Kb

×M

=

Kw Kb

× [NH4+ ]

=

10

−14

10

10

−5

−8

[OH–] [OH–]

[HCOONa] = [HCOO–] = mol = Vtotal

10–4

[H+]

M

= Kw

(10–4)

10–14

=

[OH–]

= 10–10 M

12. Jawaban: d Campuran larutan yang menghasilkan garam terhidrolisis sebagian dan bersifat basa adalah campuran larutan basa kuat dengan asam lemah dengan jumlah mol sama. Berdasarkan pilihan jawaban tersebut, campuran antara 50 mL CH3COOH 0,5 M dengan 50 mL KOH 0,5 M akan menghasilkan garam CH3COOK yang bersifat basa. 13. Jawaban: a Larutan garam yang mengalami hidrolisis dan memiliki pH > 7 adalah garam yang terbentuk dari basa kuat dan asam lemah. Senyawa pembentuk Kesetimbangan Ion dalam Larutan Garam

0,02 0,5

= 0,04 M

Larutan garam HCOONa bersifat basa karena terbentuk dari asam lemah (HCOOH) dan basa kuat (NaOH).

=

Jadi, [OH–] sebesar 10–10 M.

28

HCOOH(aq) + NaOH(aq) → HCOONa(aq) + H2O( ) Mol mula-mula : 0,02 0,02 – – Mol bereaksi : 0,02 0,02 0,02 0,02 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,02 0,02

=

× 10 =

14. Jawaban: d Mol HCOOH = M × V = 0,05 M × 0,4 L = 0,02 mol Mol NaOH = M × V = 0,2 M × 0,1 L = 0,02 mol

[OH–] =

[H+] =

=

dari larutan garam tersebut sebagai berikut. 1) CaS berasal basa kuat (Ca(OH)2) dan asam lemah (H2S). 2) CH3COOK berasal asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (KOH). 3) NaClO4 berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam kuat (HClO4). 4) CuSO4 berasal dari basa lemah (Cu(OH)2) dan asam kuat (H2SO4). 5) BaF2 berasal dari basa kuat (Ba(OH)2) dan asam lemah (HF). Jadi, garam yang memiliki pH > 7 terdapat pada larutan nomor 1), 2), dan 5). Sementara itu, larutan nomor 3) bersifat netral (pH = 7) dan larutan nomor 4) bersifat asam (pH < 7).

Kw Ka

× [HCOO − ]

10

−14

2 × 10

−4

× 0,04

2 × 10 −12

= 2 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log ( 2 × 10–6) = 6 – log 2 pH = 14 – (6 – log 2 ) = 8 + log 2 Jadi, pH yang terbentuk adalah 8 + log 2 . 15. Jawaban: a Garam (NH 4 ) 2 SO 4 merupakan garam asam karena pada reaksi hidrolisis dihasilkan ion H+. (NH4)2SO4(aq) → 2NH4+(aq) + SO42–(aq) NH4+(aq) + H2O( ) dgf NH4OH(aq) + H+(aq) SO42–(aq) + H2O( ) → / pH = 5,5 –log [H +] = 10–5,5 [H +] = 10–5,5

[H +]

Kw Kb

=

10 −14

10–5,5 =

× [NH4+ ]

1,8 × 10 −5

10–11

18. Jawaban: e Reaksi yang terjadi: HClO(aq) + NaOH(aq) → NaClO(aq) + H2O( ) NaClO(aq) → Na+(aq) + ClO–(aq)

× [NH4+ ]

= 5,6 × [NH4+] = 0,018

10–10

Na+(aq) + H2O( ) → / ClO–(aq) + H2O( ) dgf HClO(aq) + OH–(aq) Garam NaClO bersifat basa karena menghasilkan ion OH–.

[NH4+]

[(NH4)2SO4] =

1 2

× [NH4+]

=

1 2

× 0,018

[OH–] = Kh =

= 9 × 10–3 =

g 1.000 [(NH4)2SO4] = M × V r

9×

10–3

=

g=

g 132

9 × 10

× 132 × 400 1.000

16. Jawaban: e Garam Na 2 C 2 O 4 terbentuk dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H2C2O4) sehingga bersifat basa. Na2C2O4(aq) → 2Na+(aq) + C2O42–(aq) 0,8 M

+ H2O( ) → / C2O42–(aq) + 2H2O( ) dgf H2C2O4(aq) + 2OH–(aq) 2Na+(aq) [OH–] = = =

Kw Ka

× [C2O42− ]

10

−14

5, 4 × 10

−5

= 5 × 10–7

M1 × V1

−3

0,8 M

10 −14 2 × 10 −8

[ClO–]1 = V total

= 0,48 Jadi, garam (NH 2 ) 2 SO 4 yang dilarutkan sebanyak 0,48 gram.

0,8 M

Kw Ka

Nilai [ClO–] untuk setiap percobaan:

1.000 400

×

K h × [ClO − ]

× 0,8

1,5 × 10 −10

= 1,2 × 10–5 pOH = –log (1,2 × 10–5) = 5 – log 1,2 pH = 14 – (5 – log 1,2) = 9 + log 1,2 Jadi, pH larutan Na2C2O4 sebesar 9 + log 1,2. 17. Jawaban: d Reaksi hidrolisis yang bersifat asam pada reaksi tersebut ditandai dengan dihasilkannya ion H+. Sedangkan reaksi hidrolisis yang bersifat basa ditandai dengan dihasilkannya ion OH–. Jadi, reaksi nomor 3) dan 4) merupakan reaksi hidrolisis garam yang bersifat asam. Sementara itu, reaksi 1), 2), dan 5) adalah reaksi hidrolisis untuk garam yang bersifat basa.

M 2 × V2

[ClO–]2 = V total

M 3 × V3

[ClO–]3 = V total

=

25 × 0,1 50

= 0,05 M

=

50 × 0,2 100

=

100 × 0,05 200

= 0,1M = 0,025 M

Jadi, nilai pH dari masing-masing percobaan: [OH–]1 = =

K h × [ClO− ]1 5 × 10 −7 × 0,05

= 1,6 × 10–4 pOH = 4 – log 1,6 pH = 14 – (4 – log 1,6) = 10 + log 1,6 [OH–]2 =

K h × [ClO− ]2

=

5 × 10 −7 × 0,1

= 2,2 × 10–4 pOH = 4 – log 2,2 pH = 14 – (4 – log 2,2) = 10 + log 2,2 [OH–]3 = =

K h × [ClO− ]3 5 × 10 −7 × 0,025

= 1,1 × 10–4 pOH = 4 – log 1,1 pH = 14 – (4 – log 1,1) = 10 + log 1,1 Jadi, urutan kenaikan pH campuran adalah 3), 1), dan 2).

Kimia Kelas XI

29

19. Jawaban: c g Mr 3,6 144

M C7H5NaO2 = =

× ×

(2 × 10–6)2 =

1.000 V 1.000 1.000

= 0,025 Garam natrium benzoat terbentuk dari asam lemah (asam benzoat) dan basa kuat (NaOH). C6H5COONa(aq) → C6H5COO–(aq) + Na+(aq) 0,025 M

0,025 M

C6H5COO–(aq) + H2O( ) OH–(aq) Na+(aq) + H2O( ) → / [OH–] = = =

Kw Ka

dgf

−14

6, 5 × 10

−5

3,85 × 10 −12

= 2 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log 2 × 10–6 = 6 – log 2 = 6 – 0,3 = 5,7 pH =14 – 5,7 = 8,3 Jadi, pH larutan sebesar 8,3. 20. Jawaban: d Campuran antara NH 3 (basa lemah) dengan HNO2 (asam lemah) akan menghasilkan garam yang mengalami hidrolisis sempurna. [H+] =

Kw Kb

× Ka

pH larutan campuran = 6 – log 2 [H+] = 2 × 10–6 Kw = 10–14 Mencari nilai Ka HNO2: pH = 3,5 – log 3 –log [H+] = –log 3 × 10–3,5 [H+] = 3 × 10–3,5 [H+] =

Ka × M

3 × 10–3,5 = K a × 0,0075 (3 × 10–3,5)2 = Ka × 0,0075 Ka =

9 ×10 −7 0,0075

= 1,2 × 10–4

Mencari nilai Kb: [H+] = 2 × 10–6 =

30

Kw Kb

× Ka

−14

10 Kb

× 1,2 × 10−4


1,2 × 10 −18 4 × 10 −12

Kb × M

[OH–] =

C6H5COOH(aq) +

× 0,025

× 1,2 × 10–4

= 3 × 10–7 pH larutan NH3 mula-mula:

0,025 M

× [C6H5COO − ]

10

Kb =

10 −14 Kb

=

3 × 10 −7 × 0,003

=

9 × 10 −10

= 3 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log 3 × 10–5 = 5 – log 3 pH = 14 – (5 – log 3) = 9 + log 3 Jadi, pH mula-mula NH3 sebesar 9 + log 3. 21. Jawaban: c Garam KOCN adalah garam yang berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HOCN) sehingga bersifat basa. [KOCN] = =

g Mr

×

16,2 81

1.000 V

×

1.000 200

=1M KOCN(aq) → K+(aq) + OCN–(aq) 1M

1M

1M

K+(aq) + H2O( ) ⎯→ / OCN–(aq) + H2O( ) dgfHOCN(aq) + OH–(aq) [OH–] = = =

Kw Ka

× [OCN− ]

10 −14 10 −6

×1

1 × 10 −8

= 10–4 Kw = [OH–] × [H+] 10–14 = 10–4 × [H+] [H+] =

10 −14 10 −4

= 10–10 Jadi, nilai [H+] sebesar 10–10. 22. Jawaban: c Larutan AlCl3 terbentuk dari basa lemah (Al(OH)3) dan asam kuat (HCl) sehingga bersifat asam.

AlCl3(aq) → Al3+(aq) + 3Cl–(aq) 0,1 M

0,1 M

Kw Kb

[H+] =

× [Al3 + ]

10 −14

=

0,1 M

10 −5

× 0,1

1 × 10 −10 = 10–5 pH = –log [H+] = –log 10–5 =5 Jadi, larutan AlCl3 memiliki pH = 5 sehingga warna larutan dengan indikator metil merah akan berwarna jingga karena pH larutan terdapat pada rentang pH 4,8–6,0, yaitu antara warna merah dan kuning. =

23. Jawaban: d Larutan CH3COONa terbentuk dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (NaOH) sehingga bersifat basa. [CH3COONa] = =

g Mr 12,3 82

× ×

1.000 V 1.000 250

= 0,6 M Larutan CH3COONa diencerkan dengan penambahan 500 mL air sehingga konsentrasinya menjadi: M1 × V1 = M2 × V2 0,6 × 250 = M2 × 750 M2 =

= 0,2 M pH larutan: CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) 0,2 M

0,2 M

CH3COO–(aq) + H2O( ) dgf CH3COOH(aq) + OH–(aq) Na+(aq) + H2O( ) → / [OH–]= = =

Kw Ka

× [CH3COO− ]

10 −14 10 −5

25. Jawaban: b Natrium benzoat (C6H5COONa) adalah garam basa karena berasal dari asam lemah (C6H5COOH) dan basa kuat (NaOH). C6H5COONa(aq) → C6H5COO–(aq) + Na+(aq) C6H5COO–(aq) + H2O( ) dgf C6H5COOH(aq) + OH–(aq) Na+(aq) + H2O( ) → / [OH–] = =

0,6 × 250 750

0,2 M

24. Jawaban: e Reaksi hidrolisis: XY(aq) + H2O(aq) dgf XOH(aq) + Y–(aq) + H+(aq) Reaksi tersebut menghasilkan ion H+ sehingga garam tersebut bersifat asam. Senyawa garam yang memiliki persamaan reaksi hidrolisis seperti persamaan tersebut adalah NH4Cl. Senyawa NH4Cl terbentuk dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (HCl) sehingga bersifat asam. Persamaan reaksi hidrolisisnya sebagai berikut. NH4Cl(aq) + H2O(aq) dgf NH4OH(aq) + Cl–(aq) + H+(aq) Sementara itu, senyawa NaCl dan BaSO4 tidak mengalami reaksi hidrolisis karena berasal dari asam kuat dan basa kuat. Adapun senyawa CaCO 3 mengalami hidrolisis sebagian dan bersifat basa karena berasal dari basa kuat dan asam lemah. Senyawa (NH 4 ) 2 S mengalami hidrolisis total karena berasal dari asam lemah dan basa lemah.

× 0,2

2 × 10 −10

= 1,4 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log 1,4 × 10–5 = 5 – log 1,4 pH = 14 – (5 – log 1,4) = 9 + log 1,4 Jadi, pH larutan menjadi 9 + log 1,4.

=

Kw Ka

× [C6H5COO− ]

10 −14 6 × 10 −5

× 0,03

5 × 10 −12

= 2,2 × 10–6 [C6H5COO–] = [C6H5COOH] = 2,2 × 10–6 Jadi, konsentrasi asam benzoat [C6H5COOH] sebesar 2,2 × 10–6. 26. Jawaban: c Garam K 2X merupakan garam basa karena memiliki pH > 7, yaitu 10 + log 5. pH = 10 + log 5 pOH = 14 – (10 + log 5) = 4 – log 5 pOH = –log [OH–] 4 – log 5 = –log [OH–] –log 5 × 10–4 = –log [OH–] [OH–] = 5 × 10–4 K2X(aq) + 2H2O( ) → 2K+(aq) + H2X + 2OH– [OH–] =

Kw Ka

× [X 2 − ]

Kimia Kelas XI

31

10 −14

(5 × 10–4)2 =

2 × 10

10 −14

2,5 × 10–7 = [X 2–]

=

−9

2 × 10 −9

(2,5 × 10

−7

× [X2–] × [X2–]

) × (2 × 10

−9

)

10 −14

[CH3NH3Cl] =

[K2X] =

g Mr

×

1.000 V

=

0,05 =

1,1 Mr

×

1.000 200

=

Mr = 110

Mr K2X = 110 ((2 × Ar) K + Ar X) = 110 ((2 × 39) + Ar X) = 110 Ar X = 110 – 78 = 32 Jadi, massa atom relatif X adalah 32. 27. Jawaban: c Metilamina (CH3NH2) merupakan basa lemah sedangkan HCl merupakan asam kuat sehingga titik ekuivalen terjadi pada pH < 7 karena larutan mengandung garam CH3NH3Cl yang bersifat asam dan mengalami hidrolisis parsial. 1) Konsentrasi HCl: Ma × Va × a = Mb × Vb × b Ma × 45 × 1 = 0,1 × 25 × 1 Ma = 2)

0,1 × 25 × 1 45

2 × 10–4 = (2 ×

10–4)2 = Kb =

3)

= 0,056 M

Nilai Kb metilamina: pH = 10 + log 2 pOH = 14 – (10 + log 2) = 4 – log 2 pOH = –log [OH–] 4 – log 2 = –log [OH–] –log 2 × 10–4 = –log [OH–] –log [OH–] = 2 × 10–4 M [OH–] =

Kb × M K b × 0,1 Kb × 0,1 4 × 10 −8 0,1

Kw Kb

[H+] =

= 0,05 M [K2X] = [X2–] = 0,05 M

32

CH3NH2 + HCl → CH3NH3Cl Mol mula-mula: 2,5 2,5 – Mol bereaksi : 2,5 2,5 2,5 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 2,5

= 4 × 10–7

pH saat titik ekivalen: Mol CH3NH2 = M × V = 25 mL × 0,1 M = 2,5 mmol Mol HCl = M × V = 45 mL × 0,056 M = 2,5 mmol


2,5 70

= 0,036 M

× [CH3NH3+ ]

10 −14 4 × 10 −7

× 0,036

9 × 10 −10

= 3 × 10–5 pH = –log [H+] = –log (3 × 10–5) = 5 – log 3 28. Jawaban: Mol NH3 = 0,5 mol Mol HCl = M × V = 2,5 M × 0,2 L = 0,5 mol NH3(g) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) Mol mula-mula : 0,5 0,5 – Mol bereaksi : 0,5 0,5 0,5 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,5 [NH4Cl] =

0,5 200

= 2,5 × 10–3

Garam NH4Cl merupakan garam asam karena berasal dari asam kuat (HCl) dan basa lemah (NH3). [H+] = = =

Kw Kb

× [NH4+ ]

10 −14 10 −5

× 2,5 × 10 −3

2,5 × 10 −12

= 1,6 × 10–6 pH = –log [H+] = –log 1, × 10–6 = 6 – log 1,6 Jadi, pH larutan sebesar 6 – log 1,6. 29. Jawaban: c Mol Ca(OH)2 = M × V = 0,2 × 0,05 = 0,01 mol Mol H2CO3 = M × V = 0,2 × 0,05 = 0,01 mol Ca(OH)2(aq) + H2CO3(aq) → CaCO3(aq) + 2H2O( ) Mol mula-mula : 0,01 0,01 – – Mol bereaksi : 0,01 0,01 0,01 0,02 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,01 0,02

[CaCO3] =

0,01 0,1

b. = 0,1 M

[OH–][H+] = Kw (10–5,5)[H+]

0,1 M

[OH–] = =

0,1 M

Kw Ka

10 −14 10 −5

c.

× 0,1

10 −10 = 10–5 pOH = –log [OH–] = –log 10–5 =5 pH = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan sebesar 9 atau 9 + log 1.

B. Uraian 1. a. Al2(SO4)3(aq) → 2Al3+(aq) + 3SO42–(aq) Al3+(aq) + 3H2O( ) dgf Al(OH)3(aq) + 3H+(aq) SO42–(aq) + H2O( ) → / Garam Al 2 (SO 4 ) 3 bersifat asam karena menghasilkan ion H+ dalam air. b. Ba3(PO4)2(aq) → 3Ba2+(aq) + 2PO43–(aq) Ba2+(aq) + H2O( ) → / PO43–(aq) + 3H2O( ) dgf H3PO4(aq) + 3OH– (aq) Garam Ba 3(PO 4 ) 2 bersifat basa karena menghasilkan ion OH– dalam air. c.

2. a.

NaClO4(aq) → Na+(aq) + ClO4–(aq) Na+(aq) + H2O( ) → / – ClO4 (aq) + H2O( ) → / Garam NaClO4 bersifat netral karena ionionnya tidak bereaksi dengan H2O. Hal ini disebabkan garam NaClO4 berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam kuat (HClO4). pH = 8,5 pOH = 14 – 8,5 = 5,5 [OH–] = –log pOH = –log 5,5 [OH–] = 10–5,5

10 −5,5

[OH–] =

Kw Ka

10–5,5 =

10 −14 Ka

=

30. Jawaban: a Garam natrium nitrit (NaNO2) merupakan garam yang berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (HNO 2) sehingga bersifat basa. Jadi, indikator metil merah dan bromtimol biru dalam larutan natrium nitrit berturut-turut akan berwarna kuning-biru.

= 10–14

= 10–8,5

0,1 M

× [CO32 − ]

10

[H+] =

CaCO3(aq) + 2H2O( ) dgf Ca2+(aq) + H2CO3(aq) + 2OH–

−14

[CH3COO− ] 0,02

(10–5,5)2 =

10 −14 Ka

0,02

10–11 =

10 −14 Ka

0,02

10 −14 × 0,02

Ka =

10 −11

= 2 × 10–5 3. a.

Mol KOH = 500 mL × 0,03 M = 15 mmol Mol H2SO4 = 500 mL × 0,015 M = 7,5 mmol

2KOH(aq) + H2SO4(aq) → K2SO4(aq) + 2H2O( ) Mol mula-mula: 15 7,5 – – Mol reaksi : 15 7,5 7,5 15 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 7,5 15

b.

Garam K2SO4 merupakan garam netral karena berasal dari asam kuat (H2SO4)dan basa kuat (KOH) sehingga tidak terhidrolisis dalam air. pH larutan yang terbentuk adalah 7. Mol HF = 100 mL × 0,001 M = 0,1 mmol Mol NH4OH = 25 mL × 0,004 M = 0,1 mmol

HF(aq) + NH4OH(aq) → NH4F(aq) + H2O( ) Mol mula-mula: 0,1 0,1 – – Mol reaksi : 0,1 0,1 0,1 0,1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,1 0,1

Garam NH4F berasal dari asam lemah (HF) dan basa lemah (NH4OH) sehingga mengalami hidrolisis total dalam air. pH larutan tergantung pada harga Ka dan Kb. [H+] = = =

Kw Kb

× Ka

10 −14 10 −5

× 1,6 × 10 −4

16 × 10 −14

= 4 × 10–7 pH = –log [H+] = –log 4 × 10–7 = 7 – log 4

Kimia Kelas XI

33

c. Mol CH3COOH = 200 mL × 0,08 M = 16 mmol Mol Ba(OH)2 = 50 mL × 0,16 M = 8 mmol 2CH3COOH(aq) + Ba(OH)2(aq) → (CH3COO)2Ba(aq) + 2H2O( ) Mol mula-mula: 16 0,8 – – Mol reaksi : 16 0,8 0,8 16 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,8 16

Garam (CH3COO)2Ba berasal dari asam lemah (CH3COOH) dan basa kuat (Ba(OH)2) sehingga mengalami hidrolisis sebagian dan bersifat basa. [(CH3COO)2Ba] =

0,8 250

= 3,2 × 10–3 M

(CH3COO)2Ba(aq) → 2CH3COO–(aq) + Ba2+(aq) 3,2 × 10–3 M

6,4 × 10–3 M

3,2 × 10–3 M

[OH–] = 10–5 =

Kw Ka

·M =

10−14 2 × 10−4

Kw Ka

10–10 = 0,5 × 10–10 × y

Ba2+(aq) + H2O( ) → /

[HCOOK] = y =

Kw Ka

−

[CH3COO ]

10 −14

=

1,8 × 10

−5

g

M = M × r

× 6,4 × 10 −3

g =

3,6 × 10 −12

=

= =

10 10

−7

−10

K h · [X − ]

· 0,001 =

10–5

M

5. Garam HCOOK berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HCOOH) sehingga bersifat basa. HCOOK(aq) → HCOO–(aq) + K+(aq) HCOO–(aq) yM

yM

1.000 V 1.000 200

2 × 84 × 200 1.000

6. Mol asam sianida = 1.000 L × 0,2 M = 0,02 mol pH = –log [H+] 3 = –log [H+] [H+] = 10–3 M [H+] =

Ka · a

10–3 =

K a · 0,2

10–6 =

pOH = –log [OH–] = –log 10–5 =5 pH = pKw – pOH = 14 – 5 =9 Jadi, pH larutan garam MX sebesar 9.

yM

×

=2M

100

4. Garam MX bersifat basa karena terhidrolisis menghasilkan ion OH–. Kh ·M =

g 84

10−10 0,5 × 10−10

= 24,6 gram Jadi, massa HCOOK yang dilarutkan sebanyak 24,6 gram.

= 1,9 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log 1,9 × 10–6 = 6 – log 1,9 pH = 14 – (6 – log 1,9) = 8 + log 1,9

[OH–] =

=

· [HCOO− ]

·y

CH3COO–(aq) + H2O( ) dgf CH3COOH(aq) + OH–(aq)

[OH–] =

34

K+(aq) + H2O( ) → / pH = 9 pOH = pKw – pH = 14 – 9 =5 pOH = –log [OH–] 5 = –log [OH–] [OH–] = 10–5 M

yM

+ H2O( ) dgf HCOOH(aq) + OH–(aq)


Ka =

Ka · 0,2 10 −6 0,2

= 5 × 10–6 0,8 g

Mol NH4OH = 35 g mol−1 = 0,02 mol HCN(aq) + NH4OH(aq) → NH4CN(aq) + H2O( ) Mol mula-mula : 0,02 0,02 – – Mol reaksi : 0,02 0,02 0,02 0,02 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,02 0,02

NH4CN merupakan larutan garam yang berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam lemah (HCN) sehingga harga pH bergantung pada Ka dan Kb-nya.

Kw Kb

[H+] =

·Ka

=

10−14 10−5

=

50 × 10−16

· 5 × 10−6

= 7 × 10–8 M pH = –log [H+] = –log (7 × 10–8) = 8 – log 7 Jadi, pH larutan yang terbentuk sebesar 8 – log 7. 7. Larutan garam MCl terbentuk dari basa lemah (MOH) dan asam kuat (HCl). MCl(aq) → M+(aq) + Cl–(aq) yM

yM

M+(aq)

yM

+ H2O( ) dgf MOH(aq) + H+(aq)

yM

Cl–(aq) + H2O( ) → / pH = 5 – log 5 –log [H+] = –log 5 × 10–5 [H+] = 5 × 10–5 M [H+] = 5 × 10–5 =

Kw Kb

×y

10−14 ×y 5 × 10−6

10−14

25 × 10–10 = 5 × 10−6 × y y = 1,25 M [M+] = M α =

Kw Kb × M

=

10−14 5 × 10−6 × 1,25

=

16 × 10 −10

= 4 × 10–5 = 4 × 10–5 × 100% = 4 × 10–3 % = 0,004% Jadi, derajat hidrolisis larutan garam MCl 0,004%. 8. α = Kh =

Kh [M ] Kw Ka

−14 Kh = 10 −5 = 2,5 × 10–10

4 × 10

α=

1 200

100

Kh [M ]

5 × 10–5 =

= 5 × 10–5

2,5 × 10 −10 [M ]

(5 × 10–5)2 =

[M] = 0,1 M K2CO3(aq) → 2K+(aq) + CO32–(aq) 0,1 M

0,1 M

Mr K2CO3 = (2 × Ar K) + Ar C + (3 × Ar O) = (2 × 39) + 12 + (3 × 16) = 138 M= 0,1 =

g Mr g 138

1.000 V 1.000 × 200

×

13,8 = 5 g g = 2,76 gram Jadi, garam yang harus dilarutkan sebesar 2,76 gram. 9. Mencari Nilai Kb: pH L(OH)3 = 10 + log 6 pOH = 14 – (10 + log 6) = 4 – log 6 [OH–] = –log pOH = –log (4 – log 6) = 6 × 10–4 Kb × M

[OH] = (6 ×

10–4)2

= Kb × 0,03 3,6 × 10 −7 0,03

Kb =

= 1,2 × 10–5

Garam LCl3 mempunyai nilai pH = 5 sehingga merupakan garam asam. LCl3(aq) + 3H2O( ) → L(OH)3(aq) + 3Cl–(aq) + 3H+(aq) pH = 5 –log [H+] = 5 –log [H+] = –log 10–5 [H+] = 10–5 [H+] = 10–5 = (10–5)2 = [L3+] =

Kw Kb

× [L3 + ]

10 −14

× [L3 + ]

1,2 × 10 −5

10 −14 1,2 × 10 −5

× [L3+]

10 −10 × 1,2 × 10 −5 10 −14

= 0,12 M

[L3+] = [LCl3] = 0,12 [LCl3] =

g Mr

×

1.000 V

Kimia Kelas XI

35

9,75 Mr

0,12 =

×

1.000 500

9,75 × 1.000 0,12 × 500

Mr =

= 162,5 Mr LCl3 = 162,5 Mr LCl3 = Ar L + (3 × Ar Cl) 162,5 = Ar L + (3 × 35,5) Ar L = 162,5 – 106,5 = 56 Jadi, nomor atom relatif L adalah 56 g mol–1. 10. Mol NH3: nNH v

3

=

NH3

n

NH3

0,25

=

nNH = 3

Mol Vtotal

O2 O2

1,28 32

1,28 32

× 0,25


= 2 × 10–5

NH4Br(aq) → NH4+(aq) + Br–(aq)

[H+] =

1

0,01 500

=

2 × 10–5

NH4+(aq) + H2O( Br–(aq) + H2O( )

= 0,01 mol Mol asam bromida (HBr): pH = 2 – log 4 –log [H+] = 2 – log 4 –log [H+] = –log 4 × 10–2 [H+] = 4 × 10–2 + [H ] = M × a 4 × 10–2 = M × 1 M = 4 × 10–2

36

[NH4Br] = 2 × 10–5

n v

Mol HBr = M × V = 4 × 10–2 × 0,25 = 0,01 mol HBr(aq) + NH3(aq) → NH4Br(aq) Mol mula-mula: 0,01 0,01 – Mol reaksi : 0,01 0,01 0,01 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,01 Garam NH4Br merupakan garam asam karena memiliki pH = 5.

= =

Kw Kb

2 × 10–5

) dgf NH4OH(aq) + H+(aq) → /

× [NH4+ ]

10 −14 10 −5

× 2 × 10 −5

2 × 10 −14

= 1,4 × 10–7 pH = –log [H+] = –log 1,4 × 10–7 = 7 – log 1,4 Jadi, pH larutan sebesar 7 – log 1,4.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan macam-macam larutan penyangga, prinsip kerja, dan sifat-sifatnya; 2. menghitung pH larutan penyangga; 3. membuat larutan penyangga dengan pH tertentu; 4. menjelaskan pengaruh penambahan asam atau basa serta pengenceran terhadap pH larutan penyangga; 5. menjelaskan peran larutan penyangga. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. mensyukuri keberadaan larutan penyangga sebagai ciptaan Tuhan Yang Maha Esa; 2. cermat, teliti, bertanggung jawab, dan kreatif dalam setiap kegiatan.

Larutan Penyangga dan Peranannya Mempelajari Sifat-Sifat dan Peran Larutan Penyangga Mencakup • • • • •

Macam-Macam Larutan Penyangga Prinsip Kerja Larutan Penyangga Sifat-Sifat Larutan Penyangga Pengaruh Penambahan Asam atau Basa serta Pengenceran terhadap pH Larutan Penyangga Peran Larutan Penyangga Mampu

• • • • • • • • • • •

Membedakan larutan penyangga dan bukan penyangga. Menjelaskan macam-macam larutan penyangga. Menjelaskan prinsip kerja larutan penyangga. Menentukan daerah kurva larutan penyangga. Menyebutkan sifat-sifat larutan penyangga. Membuat larutan penyangga dengan pH tertentu. Menjelaskan pengaruh penambahan asam atau basa serta pengenceran terhadap pH larutan penyangga. Menjelaskan peran larutan penyangga. Membuat artikel peran larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup dan kehidupan sehari-hari. Mensyukuri keberadaan larutan penyangga sebagai ciptaan Tuhan Yang Maha Esa. Menunjukkan sikap cermat, teliti, bertanggung jawab, dan kreatif dalam setiap kegiatan.

Kimia Kelas XI

37

A. Pilihan Ganda 1. Beberapa pasangan larutan sebagai berikut. 1) HNO3 dan NaNO3 2) CH3COOH dan (CH3COO)2Ba 3) HI dan KI 4) NH3 dan (NH4)2SO4 5) HCN dan Ca(CN)2 Larutan penyangga ditunjukkan oleh pasangan .... a. 1) dan 2) b. 1) dan 4) c. 2) dan 3) d. 3) dan 5) e. 4) dan 5)

38

Larutan Penyangga dan Peranannya

Jawaban: e Larutan penyangga adalah campuran dari: 1) asam lemah dan garamnya; 2) basa lemah dan garamnya; 3) asam lemah dengan basa kuat dan jika direaksikan tersisa asam lemah; serta 4) basa lemah dengan asam kuat dan jika direaksikan tersisa basa lemah. Berdasarkan pengertian tersebut, penjelasan setiap campuran sebagai berikut. 1) HNO3 dan NaNO3 bukan merupakan larutan penyangga karena campuran dari asam kuat HNO3 dan NaNO3 (garam dari asam kuat dan basa kuat).

2)

CH3COOH dan (CH3COO)2Ba merupakan larutan penyangga karena campuran dari asam lemah CH 3 COOH dan garamnya (CH3COO)2Ba (basa konjugasi/ garam dari basa kuat). 3) HI dan KI bukan merupakan larutan penyangga karena campuran dari asam kuat HI dan garamnya KI (garam dari asam kuat dan basa kuat). 4) NH 3 dan (NH 4 ) 2 SO 4 merupakan larutan penyangga karena campuran dari basa lemah NH3 dan (NH4)2SO4 (asam konjugasi/ garam dari asam kuat). 5) HCN dan Ca(CN) 2 merupakan larutan penyangga karena campuran dari asam lemah HCN dan garamnya Ca(CN)2 (basa konjugasi/ garam dari basa kuat). Jadi, campuran yang merupakan larutan penyangga yaitu 2), 4), dan 5). 2. Satu liter larutan yang mengandung 0,2 mol HNO2 (Ka HNO2 = 5 × 10–4) dan 0,05 mol Ca(NO2)2 mempunyai pH . . . . a. 3 – log 2 b. 3 c. 11 – log 2 d. 11 e. 11 + log 2 Jawaban: b [HNO2] =

nHNO2 VLarutan

[Ca(NO2)2] = =

=

0,2 mol 1L

= 0,2 M

nCa(NO2 )2 VLarutan 0,05 mol 1L

= 0,05 M Ca(NO2)2(aq) → Ca2+(aq) + 2NO2–(aq) [NO2–]garam = 2[Ca(NO2)2] [H+] = Ka ×

[HNO2 ] [NO2− ]garam

[HNO ]

= Ka × 2[Ca(NO2 ) ] 2 2 = 5 × 10–4 ×

0,2 M 2 × 0,05 M

= 1 × 10–3 pH = –log [H+] = –log (1 × 10–3) =3 Jadi, pH larutan tersebut adalah 3.

3. Perhatikan data percobaan pengukuran pH beberapa larutan berikut!

Berdasarkan data percobaan tersebut, larutan penyangga basa ditunjukkan oleh angka . . . . a. (1) dan (3) b. (1) dan (4) c. (2) dan (3) d. (2) dan (5) e. (4) dan (5) Jawaban: b Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan harga pH, meskipun ditambah sedikit asam, basa, atau air. Terdapat dua jenis larutan penyangga yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam memiliki pH < 7, seperti larutan (2) dan (5), sedangkan larutan penyangga basa memiliki pH > 7, seperti larutan (1) dan (4). Larutan (3) bukan merupakan larutan penyangga karena terjadi perubahan harga pH yang cukup signifikan setelah penambahan sedikit asam, basa, atau air. 4. Sebanyak 100 mL larutan HCOOH 0,1 M direaksikan dengan 25 mL larutan NaOH 0,2 M. Jika Ka HCOOH = 2 × 10–4 dan log 2 = 0,3, pH larutan setelah reaksi adalah . . . . a. 5,3 b. 4,7 c. 4,3 d. 3,7 e. 2,7 Jawaban: d Mol HCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 25 mL × 0,2 M = 5 mmol HCOOH(aq) + NaOH(aq) → HCOONa(aq) + H2O(A) Mula-mula: 10 mmol 5 mmol – – Reaksi : 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 5 mmol – 5 mmol 5 mmol

HCOONa(aq) → HCOO–(aq) + Na+(aq) [HCOO–]garam = [HCOONa]

Kimia Kelas XI

39

Campuran 2) nNH = MNH × VNH

[HCOOH] [HCOO − ]garam

[H+] = Ka ×

3

[HCOOH] [HCOONa]

= Ka ×

= 2 × 10–4 pH = –log [H+] = –log (2 × 10–4) = 4 – log 2 = 4 – 0,3 = 3,7 Jadi, pH larutan setelah reaksi adalah 3,7.

= 0,03 mol

5. Beberapa campuran larutan sebagai berikut. 1) 100 mL larutan NH3 0,2 M dan 100 mL larutan H2SO4 0,1 M 2) 100 mL larutan NH3 0,4 M dan 150 mL larutan HCl 0,2 M 3) 100 mL larutan HCN 0,3 M dan 200 mL larutan KOH 0,05 M 4) 100 mL larutan HF 0,1 M dan 150 mL larutan NaOH 0,05 M 5) 100 mL larutan HI 0,2 M dan 100 mL larutan KOH 0,1 M Campuran yang dapat membentuk larutan penyangga ditunjukkan oleh angka . . . . a. 1), 2), dan 3) b. 1), 3), dan 5) c. 2), 3), dan 4) d. 2), 4), dan 5) e. 3), 4), dan 5) Jawaban: c Campuran 1) nNH = MNH × VNH 3

= 0,2 M × nH

2

3

100 1.000

L

= 0,02 mol = MH SO × VH SO 4

2

4

= 0,1 M ×

2SO4

100 1.000

L

= 0,01 mol 2NH3(aq) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 0,02 mol 0,01 mol – Reaksi : 0,02 mol 0,01 mol 0,01 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,01 mol

Campuran 100 mL larutan NH3 0,2 M dan 100 mL larutan H2SO4 0,1 M tidak membentuk larutan penyangga karena hanya tersisa garam (NH4)2SO4. 40

150 1.000

= 0,2 M ×

3

L

= 0,04 mol nHCl = MHCl × VHCl

5 mmol 5 mmol

= 2 × 10–4 ×

3

100 1.000

= 0,4 M ×

mol HCOOH volume total mol HCOONa volume total

= Ka ×

3


L

NH3(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) Mula-mula: 0,04 mol 0,03 mol – Reaksi : 0,03 mol 0,03 mol 0,03 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,01 mol – 0,03 mol

Campuran 100 mL larutan NH3 0,4 M dan 150 mL larutan HCl 0,2 M dapat membentuk larutan penyangga karena tersisa basa lemah NH3 dan garam NH4Cl. Campuran 3) nHCN = MHCN × VHCN = 0,3 M ×

100 1.000

L

= 0,03 mol nKOH = MKOH × VKOH = 0,05 M ×

200 1.000

L

= 0,01 mol HCN(aq) + KOH(aq) → KCN(aq) + H2O(A) Mula-mula: 0,03 mol 0,01 mol – – Reaksi : 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,02 mol – 0,01 mol 0,01 mol

Campuran 100 mL larutan HCN 0,3 M dan 200 mL larutan KOH 0,05 M dapat membentuk larutan penyangga karena tersisa asam lemah HCN dan garam KCN. Campuran 4) nHF = MHF × VHF = 0,1 M ×

100 1.000

L

= 0,01 mol nNaOH = MNaOH × VNaOH = 0,05 M ×

150 1.000

L

= 0,0075 mol HF(aq) + NaOH(aq) → NaF(aq) + H2O(A) Mula-mula: 0,01 mol 0,0075 mol – – Reaksi : 0,0075 mol 0,0075 mol 0,0075 mol 0,0075 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,0025 mol – 0,0075 mol 0,0075 mol

Campuran 100 mL larutan HF 0,1 M dan 150 mL larutan NaOH 0,05 M dapat membentuk larutan penyangga karena tersisa asam lemah HF dan garam NaF. Campuran 5) Campuran 100 mL larutan HI 0,2 M dan 100 mL larutan KOH 0,1 M tidak membentuk larutan penyangga karena berasal dari asam kuat HI dan basa kuat KOH. Jadi, campuran yang dapat membentuk larutan penyangga ditunjukkan angka 2), 3), dan 4). 6. pH larutan yang terbentuk dari pencampuran 150 mL larutan KF 0,1 M dan 150 mL larutan HF 0,2 M adalah 4 – log 6. Nilai konstanta asam (Ka) HF adalah . . . . a. 2 × 10–6 b. 4 × 10–6 c. 1 × 10–4 d. 3 × 10–4 e. 6 × 10–4 Jawaban: d pH = –log [H+] 4 – log 6 = –log [H+] –log (6 × 10–4) = –log [H+] [H+] = 6 × 10–4 KF(aq) → K+(aq) + F–(aq) [F–]garam = [KF]

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A)

Mula-mula: 0,04 mol x mol – – Reaksi : x mol x mol x mol x mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :(0,04 – x) mol – x mol x mol

CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) [CH3COO–]garam = [CH3COONa] Volume total = (100 + 100) mL = 200 mL = 0,2 L

[HF] [F − ]garam

[H+] = Ka ×

[HF] [KF]

6 × 10 2

−4

[CH3COO − ]garam

[CH 3 COOH]

[H+] = Ka × [CH COONa] 3 mol CH3COOH/volume total mol CH3COONa/volume total

[H+] = Ka × 1×

10–5

=1×

10–5

×

(0,04 − x) mol 0,2 L x mol 0,2 L

x mol = (0,04 – x) mol 2x = 0,04 mol x = 0,02 mol

=

mol NaOH volume NaOH 0,02 mol 0,1L

= 0,2 M Jadi, konsentrasi larutan NaOH dalam larutan tersebut adalah 0,2 M.

0,2 M 0,1 M

6 × 10–4 = Ka ×

[CH3COOH]

[H+] = Ka ×

M NaOH =

[H+] = Ka ×

Ka =

pH = 5 –log [H+] = 5 –log [H+] = –log (1 × 10–5) [H+] = 1 × 10–5

= 3 × 10–4

Jadi, nilai konstanta asam (K a ) HF adalah 3 × 10–4. 7. Sebanyak 100 mL larutan CH 3COOH 0,4 M (Ka = 1 × 10–5) dicampur dengan 100 mL larutan NaOH mempunyai pH sebesar 5. Konsentrasi larutan NaOH dalam campuran tersebut adalah .... a. 0,1 M d. 0,4 M b. 0,2 M e. 0,5 M c. 0,3 M Jawaban: b Mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3

= 0,4 M × = 0,04 mol

3

100 1.000

L

8. Suatu garam dengan indeks basa lemah 1 (M r = 53,5 g mol –1 ) ditambahkan ke dalam 200 mL larutan NH 3 0,2 M (K b = 1 × 10 –5 ) sehingga pH larutan menjadi 9. Massa garam yang ditambahkan sebanyak . . . . a. 1,07 gram b. 2,14 gram c. 3,21 gram d. 4,28 gram e. 5,35 gram Jawaban: b nNH = MNH × VNH 3

3

= 0,2 M ×

3

200 1.000

L

= 0,04 mol pH = 9 pOH = 14 – pH = 14 – 9 =5

Kimia Kelas XI

41

pOH –log [OH–] –log [OH–] [OH–]

= –log [OH–] =5 = –log (1 × 10–5) = 1 × 10–5

[OH–] = Kb ×

[NH3 ] n × [garam]

[OH–] = Kb ×

mol garam/ volume total

[H+] = Ka ×

0,04 mol mol garam

Mol garam = 0,04 mol Massa garam = Mr garam × mol garam Massa garam = 53,5 g mol–1 × 0,04 mol = 2,14 gram Jadi, massa garam yang ditambahkan sebanyak 2,14 gram. 9. Sebanyak 100 mL larutan Ba(OH)2 dengan pH = 13 ditambahkan ke dalam 150 mL larutan HCOOH 0,2 M. Jika diketahui Ka HCOOH = 2 × 10–4, pH larutan yang terbentuk adalah . . . . a. 4 – log 8 b. 4 – log 4 c. 4 – log 2 d. 10 + log 2 e. 10 + log 4 Jawaban: b pOH Ba(OH)2 = 14 – pH = 14 – 13 =1 pOH = –log [OH–] 1 = –log [OH–] –1 –log (1 × 10 ) = –log [OH–] [OH–] = 1 × 10–1 Ba(OH)2(aq) → Ba2+(aq) + 2OH–(aq) [Ba(OH)2] =

1 2

[OH–]

=

1 2

(1 × 10–1 M)

= 0,05 M nBa(OH ) = MBa(OH ) × VBa(OH ) 2 2 2 = 0,05 M × 100 L = 5 mmol nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,2 M × 150 mL = 30 mmol 2HCOOH(aq) + Ba(OH)2(aq) → (HCOO)2Ba(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 30 mmol 5 mmol – – Reaksi : 10 mmol 5 mmol 5 mmol 10 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 20 mmol – 5 mmol 10 mmol

(HCOO)2Ba(aq) → Ba2+(aq) + 2HCOO–(aq) Larutan Penyangga dan Peranannya


[HCOOH]

= Ka × 2[(HCOO) Ba] 2 = Ka ×

mol NH3 / volume total

1 × 10–5 = 1 × 10–5 ×

42

[HCOO–]garam = 2[(HCOO2)Ba]

mol HCOOH volume total 2 × mol (HCOO)2Ba volume total

= 2 × 10–4 ×

20 mmol 2 × 5 mmol

= 4 × 10–4 pH = –log [H+] = –log (4 × 10–4) = 4 – log 4 Jadi, pH larutan yang terbentuk adalah 4 – log 4. 10. Berikut ini pasangan senyawa/ion yang dapat bertindak sebagai larutan penyangga. 1) HCOOH dan HCOO– 2) H2PO4– dan HPO42– 3) H2CO3 dan HCO3– 4) NH3 dan NH4+ 5) H2S dan HS– Pasangan senyawa/ion yang terdapat dalam cairan luar sel dalam darah manusia ditunjukkan oleh angka . . . . a. 1) b. 2) c. 3) d. 4) e. 5) Jawaban: c Sistem penyangga ekstrasel (di luar sel) dalam darah berupa pasangan penyangga karbonat H2CO3/HCO3– yang berperan menjaga pH darah. Pasangan penyangga fosfat (H 2PO 4–/HPO 42– ) berperan menjaga pH cairan intrasel. B. Uraian 1. pH campuran 100 mL larutan CH3COOH 0,5 M dengan 50 mL larutan CH 3 COONa adalah 5 – log 9. Tentukan konsentrasi CH3COONa! (Ka = 1,8 × 10–5) Jawaban: pH = –log [H+] 5 – log 9 = –log [H+] –log (9 × 10–5) = –log [H+] [H+] = 9 × 10–5 nCH

3COOH

= MCH

3COOH

= 0,5 M × = 0,05 mol

× VCH

100 1.000

L

3COOH

nCH

3 COONa

= MCH

3COONa

=xM×

× VCH

50 1.000

3COONa

L

= 0,05x mol CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) [CH3COO–]garam = [CH3COONa] [H+]

= Ka ×

[H+] = Ka × [H+] = Ka ×

[CH3COOH]

[CH3COO − ]garam

[CH 3 COOH] [CH 3 COONa] mol CH3COOH volume total mol CH3COONa volume total

9 × 10–5 = 1,8 × 10–5 × x =

0,05 mol 0,05x mol

1,8 9

2. Berapakah volume larutan HNO2 0,2 M dan KOH 0,1 M masing-masing yang harus dicampurkan agar diperoleh 200 mL larutan penyangga dengan pH = 3 (Ka HNO2 = 5 × 10–4)? Jawaban: pH = –log [H+] 3 = –log [H+] –3 log (1 × 10 ) = –log [H+] [H+] = 1 × 10–3 Misal: VHNO = Va mL 2 VKOH = Vb mL nHNO = MHNO × VHNO

nKOH

2

= = = = =

2

0,2 M × Va mL 0,2Va mmol MKOH × VKOH 0,1 M × Vb mL 0,1Vb mmol

HNO2(aq) + KOH(aq) → KNO2(aq) + H2O(A)

Mula-mula: 0,2Va mmol 0,1Vb mmol – – Reaksi : 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,1(2Va – Vb) mmol – 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol

KNO2(aq) → K+(aq) + NO2–(aq) [NO2–]garam = [KNO2]


[HNO2 ]

[H+] = Ka × [KNO ] 2 [H+] = Ka ×

mol HNO2 volume total mol KNO2 volume total

0,1(2Va − Vb ) mmol 0,1Vb mmol 0,1(2Va − Vb ) mmol 0,1Vb mmol

1 × 10–3 = 5 × 10–4 × 2 =

2Vb = 2Va – Vb 3Vb = 2Va Va Vb

=

3 2

Va = VHNO =

3 5

2

= 0,2 Jadi, konsentrasi CH3COONa sebanyak 0,2 M.

2

[H+] = Ka ×

Vb = VKOH =

2 5

× 200 mL = 120 mL × 200 mL = 80 mL

Jadi, volume larutan HNO2 0,2 M dan KOH 0,1 M masing-masing yang harus dicampurkan sebanyak 120 mL dan 80 mL. 3. Hitunglah massa kristal Ba(OH) 2 yang harus ditambahkan ke dalam 150 mL larutan asam formiat 0,2 M (K a asam formiat = 2 × 10 –4 ) sehingga terbentuk larutan penyangga dengan pH = 5 – log 4! (Ar: Ba = 137 g mol–1, O = 16 g mol–1; C = 12 g mol–1; dan H = 1 g mol–1) Jawaban: Misal: nBa(OH) = x mol 2

nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,2 M ×

150 1.000

L

= 0,03 mol pH = –log [H+] 5 – log 4 = –log [H+] –log (4 × 10–5) = –log [H+] [H+] = 4 × 10–5 2HCOOH(aq) + Ba(OH)2(aq) → (HCOO)2Ba(aq) + 2H2O(A)

Mula-mula: 0,03 mol x mol – – Reaksi : 2x mol x mol x mol 2x mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :(0,03 – 2x) mol – x mol 2x mol

(HCOO)2Ba(aq) → Ba2+(aq) + 2HCOO–(aq) [HCOO–]garam = 2[(HCOO)2Ba]

Kimia Kelas XI

43


[H+] = Ka ×

[HCOOH]

[H+] = Ka × 2[(HCOO) Ba] 2 [H+]

mol HCOOH volume total

= Ka ×

2 × mol (HCOO)2Ba volume total

4 × 10–5 = 2 × 10–4 × 0,4x = 0,03 – 2x 2,4x = 0,03 0,03 2,4

x =

(0,03 − 2x ) mol 2x mol

= 0,1 M ×

= 0,0125

Massa BaOH2 = nBa(OH) × Mr Ba(OH) 2 2 = 0,0125 mol × 171 g mol–1 = 2,1375 g Jadi, massa kristal Ba(OH) 2 yang harus ditambahkan sebanyak 2,1375 g atau 2,14 g (hasil pembulatan). 4. Sebanyak 100 mL larutan NH3 0,1 M (Kb NH3 = 2 × 10–5) dicampurkan dengan 50 mL larutan NH4Br 0,4 M. Tentukan pH campuran larutan tersebut dan bandingkan dengan: a. pH larutan setelah penambahan 10 mL larutan HCl 0,1 M dan b. pH larutan setelah penambahan 5 mL larutan KOH 0,2 M. Jawaban: pH campuran larutan nNH = MNH × VNH 3

3

3

100 1.000

= 0,1 M ×

L

4

= MNH Br

× VNH Br

4

L

= 0,02 mol NH4Br(aq) → NH4+(aq) + Br–(aq) [NH4+]garam = [NH4Br] [OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH3 ]

= Kb × [NH Br] 4 = Kb ×

mol NH3 volume total mol NH4Br volume total

= 2 × 10–5 ×

0,01 mol 0,02 mol

= 1 × 10–5

44

L

= 0,001 mol HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) [H+] = [HCl] mol H+ = mol HCl Pada saat campuran larutan NH3 dan NH4Br ditambahkan 10 mL larutan HCl 0,1 M, larutan HCl akan terionisasi secara sempurna sehingga menghasilkan ion H+ dan ion Cl–. Ion H+ yang dihasilkan tersebut akan bereaksi dengan NH3 sehingga konsentrasi NH 3 dalam larutan akan berkurang dan konsentrasi ion NH 4+ bertambah. Berikut reaksinya. NH3(aq)

+

H+(aq)

→

NH4+(aq)

Mula-mula: 0,01 mol 0,001 mol 0,02 mol Reaksi : 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,009 mol – 0,021 mol

[OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH3 ]

4Br

50 1.000

= 0,4 M ×

10 1.000

= Kb × [NH Br] 4

= 0,01 mol nNH

pH = 14 – pOH = 14 – (–log [OH–]) = 14 – (–log (1 × 10–5)) = 14 – 5 =9 Jadi, pH campuran larutan tersebut adalah 9. a. pH larutan setelah penambahan 10 mL larutan HCl 0,1 M nHCl = MHCl × VHCl


= Kb ×


= 2 × 10–5 ×

0,009 mol 0,021 mol

= 8,57 × 10–6 pH = 14 – pOH = 14 – (–log [OH–]) = 14 – (–log (8,57 × 10–6)) = 14 – (6 – log 8,57) = 14 – 5,067 = 8,933 Selisih pH sebelum dengan setelah penambahan 10 mL larutan HCl 0,1 M = 9 – 8,993 = 0,067. Selisih tersebut sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

b.

pH larutan setelah penambahan 5 mL larutan KOH 0,2 M nKOH = MKOH × VKOH = 0,2 M ×

5 1.000

L

= 0,001 mol KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq) [OH–] = [KOH] mol OH– = mol KOH Pada saat campuran larutan NH3 dan NH4Br ditambahkan 5 mL larutan KOH 0,2 M, larutan KOH akan terionisasi secara sempurna sehingga menghasilkan ion K+ dan ion OH–. Ion OH– yang dihasilkan tersebut akan bereaksi dengan ion NH4+ dari garam sehingga konsentrasi ion NH4+ dalam larutan akan berkurang dan konsentrasi NH 3 bertambah. Berikut reaksinya. NH+4(aq) + OH–(aq) → NH3(aq) + H2O(A) Mula-mula: 0,02 mol 0,001 mol 0,01 mol – Reaksi : 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,019 mol – 0,011 mol 0,001 mol

[OH–] = Kb × = Kb × = Kb ×

Campuran larutan tersebut menghasilkan larutan penyangga dengan pH 3 – log 1,75. Berapakah pH larutan HF sebelum penambahan larutan Ca(OH)2? (Ka HF = 7 × 10–4) Jawaban: pH = –log [H+] 3 – log (1,75) = –log [H+] –log (1,75 × 10–3) = –log [H+] [H+] = 1,75 × 10–3 nHF = MHF × VHF = x M × 100 mL = 100x mmol nCa(OH) = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 2 = 0,01 M × 100 mL = 1 mmol 2HF(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaF2(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 100x mmol 1 mmol – – Reaksi : 2 mmol 1 mmol 1 mmol 2 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :(100x – 2) mmol – 1 mmol 2 mmol

CaF2(aq) → Ca2+(aq) + 2F–(aq) [F–]garam = 2[CaF2] [H+] = Ka ×

[HF]

[NH3 ]

[H+] = Ka × 2[CaF ] 2

[NH+4 ]garam

[NH3 ] [NH4Br]

[H+]


= 2 × 10–5 ×

0,011 mol 0,019 mol

= 1,16 × 10–5 pH = 14 – pOH = 14 – (–log [OH–]) = 14 – (–log (1,16 × 10–5)) = 14 – (5 – log 1,16) = 14 – 4,935 = 9,065 Selisih pH sebelum dengan setelah penambahan 5 mL larutan HCl 0,2 M = 9,065 – 9 = 0,065. Selisih tersebut sangat kecil sehingga dapat diabaikan. 5. Perhatikan gambar berikut!

[HF] [F − ]garam

= Ka ×

mol HF volume total 2 × mol CaF2 volume total

1,75 × 10–3 = 7 × 10–4 ×

(100 x − 2) mmol 2 × 1 mmol

3,5 × 10–3 = 7 × 10–4(100x – 2) 5 = 100x – 2 x =

7 100

= 7 × 10–2

[HF] = x M = 7 × 10–2 M [H+] = =

K a × [HF] (7 × 10 −4 )(7 × 10 −2 )

49 × 10 −6 = 7 × 10–3 pH larutan HF sebelum penambahan larutan Ca(OH)2: pH = –log [H+] = –log (7 × 10–3) = 3 – log 7 Jadi, pH larutan HF sebelum penambahan larutan Ca(OH)2 adalah 3 – log 7. =

Kimia Kelas XI

45

46


Pengenceran

Penambahan Asam atau Basa

Dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam Tubuh Makhluk Hidup

Pengaruh Penambahan Asam atau Basa serta Pengenceran terhadap pH Larutan Penyangga

Fungsi Larutan Penyangga

Larutan Penyangga

Sifat-Sifat Larutan Penyangga

Prinsip Kerja Larutan Penyangga

Macam-Macam Larutan Penyangga

pH Larutan Tetap jika Diencerkan

pH Larutan Relatif Tetap jika Ditambah Sedikit Asam atau Basa

pH Larutan Penyangga Paling Stabil jika pH = pKa atau pH = pKb

pKa – 1 < pH < pKa + 1 atau pKb – 1 < pH < pKb + 1

Nilai Ka dan Kb Selalu Tetap pada Suhu Tetap

Larutan Penyangga Basa

Larutan Penyangga Asam

Larutan Penyangga Basa

Larutan Penyangga Asam

Mol HCOOH = MHCOOH × VHCOOH

A. Pilihan Ganda 1. Di laboratorium disediakan beberapa larutan sebagai berikut.

100

= 0,20 M × 1.000 L = 0,02 mol Ba(OH)2(aq) + 2HCOOH(aq) → (HCOO)2Ba(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 0,005 mol 0,02 mol – – Reaksi : 0,005 mol 0,01 mol 0,005 mol 0,01 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,01 mol 0,005 mol 0,01 mol

Pasangan larutan yang dapat membentuk larutan penyangga ditunjukkan oleh angka . . . . a. (1) dan (2) b. (1) dan (5) c. (2) dan (3) d. (2) dan (4) e. (3) dan (5) Jawaban: c Larutan (1) dan (2) Mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3

3

= 0,10 M ×

100 1.000

= 0,01 mol Mol Ba(OH)2 = MBa(OH) × VBa(OH) 2

= 0,05 M ×

100 1.000

L

2

L

= 0,005 mol 2CH3COOH(aq) + Ba(OH)2(aq) → (CH3COO)2Ba(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 0,01 mol 0,005 mol – – Reaksi : 0,01 mol 0,005 mol 0,005 mol 0,01 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,005 mol 0,01 mol

Pasangan tersebut tidak dapat membentuk larutan penyangga karena tidak memiliki sisa asam lemah, tetapi hanya menghasilkan sisa garam. Larutan (1) dan (5) Pasangan antara CH 3 COOH dan HCl jika dicampurkan tidak akan bereaksi karena samasama bersifat asam. Larutan (2) dan (3) Mol Ba(OH)2 = MBa(OH) × VBa(OH) 2

2

100

= 0,05 M × 1.000 L = 0,005 mol

Pasangan tersebut dapat membentuk larutan penyangga karena tersisa asam lemah dan garamnya. Larutan (2) dan (4) Pasangan antara Ba(OH) 2 dan NH 3 jika dicampurkan tidak akan bereaksi karena samasama bersifat basa. Larutan (3) dan (5) Pasangan antara HCOOH dan HCl jika dicampurkan tidak akan bereaksi karena samasama bersifat asam. Jadi, pasangan yang dapat membentuk larutan penyangga adalah (2) dan (3). 2. Larutan penyangga dengan pH 9 dapat dibuat dengan mencampurkan 100 mL larutan amonium 0,2 M (Kb = 1 × 10–5) dengan 50 mL larutan asam sulfat dengan konsentrasi . . . . a. 0,05 M d. 0,20 M b. 0,10 M e. 0,25 M c. 0,15 M Jawaban: b Mol NH3 = MNH × VNH 3

3

100 1.000

= 0,2 M ×

L

= 0,02 mol Mol H2SO4 = MH SO × VH 2

2SO4

4

=xM ×

50 1.000

L

= 0,05x mol pH = 9 pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5 pOH = –log [OH–] 5 = –log [OH–] –5 –log (1 × 10 ) = –log [OH–] –log [OH–] = –log (1 × 10–5) [OH–] = 1 × 10–5 2NH3(aq) + H2SO4(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 0,02 mol 0,05x mol – Reaksi : 0,10x mol 0,05x mol 0,05x mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :(0,02 – 0,10x) mol – 0,05x mol

Kimia Kelas XI

47

(NH4)2SO4(aq) → 2NH4+(aq) + SO42–(aq) [NH4+]garam = 2[(NH4)2SO4] [NH3 ]

[OH–] = Kb ×

[NH4+ ]garam

[OH–] = Kb ×

2 × mol (NH4 )2 SO4 / volume total

mol NH3 / volume total

1 × 10–5 = 1 × 10–5 × (0,02 − 0,10x ) mol 2 × 0,05x mol

0,10x = 0,02 – 0,10x 0,20x = 0,02 x = 0,10 M Jadi, konsentrasi asam sulfat adalah 0,10 M. 3. Suatu larutan penyangga terdiri atas 100 mL larutan NH3 0,02 M dan 200 mL NH4Cl 0,01 M. Larutan tersebut mempunyai pH = 9. Harga konstanta basa (Kb) NH3 tersebut adalah . . . . a. 2 × 10–4 d. 1 × 10–5 –4 b. 1 × 10 e. 1 × 10–6 –5 c. 2 × 10 Jawaban: d nNH = MNH × VNH 3

3

100 1.000

4 Cl

× VNH Cl

4

200 1.000

L

[NH4+]garam = [NH4Cl] [OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH3 ]

[OH–] = Kb × [NH Cl] 4 = Kb ×

1 × 10–5 = Kb ×

[CH3COOH]

[CH3COO − ]garam

[CH3COOH] [CH3COONa]

10–6

=1×

10–5

×

4Cl

= 0,002 mol pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5 pOH = –log [OH–] 5 = –log [OH–] –log (1 × 10–5) = –log [OH–] [OH–] = 1 × 10–5 NH4Cl(aq) → NH4+(aq) + Cl–(aq)

mol NH3 volume total mol NH4Cl volume total

0,002 mol 0,002 mol

Kb = 1 × 10–5 Jadi, konstanta basa (Kb) NH3 adalah 1 × 10–5.

48

= Ka ×

1×

= 0,01 M ×

[OH–]

[H+] = Ka ×

L

= 0,002 mol = MNH

[CH3COO–]garam = [CH3COONa]

3

= 0,02 M ×

nNH

4. Sebanyak 1 L larutan CH3COOH 0,1 mempunyai pH = 3 (Ka = 1 × 10–5). Jika dikehendaki pH larutan menjadi 6, ke dalam larutan harus ditambah CH3COONa sebanyak . . . . a. 0,1 mol d. 10 mol b. 1,0 mol e. 20 mol c. 5,0 mol Jawaban: b nCH COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 3 = 0,1 M × 1 L = 0,1 mol pH = 6 pH = –log [H+] 6 = –log [H+] –log (1 × 10–6) = –log [H+] [H+] = 1 × 10–6 CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq)


1 × 10–6 = 1 × 10–5 ×

mol CH 3COOH volume total mol CH 3COONa volume total

0,1 mol mol CH 3 COONa

mol CH3COONa = 1,0 mol Jadi, CH3COONa yang harus ditambahkan agar pH menjadi 6 sebanyak 1,0 mol. 5. Perbandingan volume larutan HNO2 0,1 M dan KOH 0,1 M yang dibutuhkan untuk membentuk larutan penyangga dengan pH = 4 (Ka HNO2 = 5 × 10–4) adalah . . . . a. 1 : 3 b. 3 : 4 c. 4 : 3 d. 5 : 6 e. 6 : 5 Jawaban: e Misal: VHNO = Va L 2 VKOH = Vb L nHNO = MHNO × VHNO 2 2 2 = 0,1 M × Va L = 0,1Va mol nKOH = MKOH × VKOH = 0,1 M × Vb L = 0,1Vb mol

pH = 4= –4 –log (1 × 10 ) = [H+] =

–log[H+] –log[H+] –log[H+] 1 × 10–4

HNO2(aq) + KOH(aq) → KNO2(aq) + H2O(A) 0,1Vb mol – – Mula-mula : 0,1Va mol Reaksi : 0,1Vb mol 0,1Vb mol 0,1Vb mol 0,1Vb mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,1(Va – Vb) mol – 0,1Vb mol 0,1Vb mol

KNO2(aq) → K+(aq) + NO2–(aq) [NO2–]garam = [KNO2] [H+] = Ka ×


[H+]

[HNO2 ] [KNO2 ]

[H+]

= Ka × = Ka ×

Jawaban: a nCH COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 3 = 0,1 M × 150 mL = 15 mmol nNaOH = MNaOH × VNaOH = 0,05 M × 100 mL = 5 mmol CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A) Mula-mula: 15 mmol 5 mmol – – Reaksi : 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 10 mmol – 5 mmol 5 mmol

CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) [CH3COO–]garam = [CH3COONa] [H+] = Ka ×

mol HNO2 volume total

= Ka ×

mol KNO2 volume total

1 ×10–4 = 5 × 10–4 ×

0,1(Va − Vb ) mol 0,1Vb mol

=1×

[CH3COOH]

[CH3COO − ]garam


10–5

×

Vb = 5(Va – Vb) 6Vb = 5Va Va Vb

=

6 5

Jadi, perbandingan volume larutan HNO2 0,1 M dan KOH 0,1 M yang dibutuhkan untuk membentuk larutan penyangga dengan pH = 4 adalah 6 : 5. 6. Perhatikan gambar berikut!

pH campuran larutan yang terbentuk adalah . . . . (Ka CH3COOH = 1 × 10–5) a. 5 – log 2 b. 5 c. 9 – log 2 d. 9 e. 9 + log 2

= 1 × 10–5 ×

mol CH 3COOH volume total mol CH 3COONa volume total

10 mmol 5 mmol

= 2 × 10–5 pH = –log [H+] = –log (2 × 10–5) = 5 – log 2 Jadi, pH campuran larutan yang terbentuk adalah 5 – log 2. 7. Ke dalam 250 mL larutan CH 3COOH 0,2 M ditambahkan kristal KOH (Mr KOH = 56 g mol–1) sebanyak p gram sehingga terbentuk larutan penyangga dengan pH = 6. Jika diketahui Ka CH3COOH = 1 × 10–5, banyaknya p adalah . . . . a. 1,26 gram b. 1,40 gram c. 2,52 gram d. 2,80 gram e. 3,78 gram Jawaban: c nCH COOH = MCH COOH × VCH COOH 3

3

= 0,2 M ×

3

250 1.000

L

= 0,05 mol pH = –log [H+] 6 = –log [H+] –6 –log (1 × 10 ) = –log [H+] [H+] = 1 × 10–6

Kimia Kelas XI

49

Misal : nKOH = x mol

Konsentrasi larutan setelah pengenceran:

Mula-mula: 0,05 mol x mol – – Reaksi : x mol x mol x mol x mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : (0,05 – x) mol – x mol x mol

[HNO2] =

CH3COOH(aq) + KOH(aq) → CH3COOK(aq) + H2O(A)

CH3COOK(aq) → K+(aq) + CH3COO–(aq) [CH3COO–]garam = [CH3COOK] [H+]

= Ka ×

[H+] = Ka × [H+]

=1×

10–5

[Ca(NO2)2] = =

×

10 mmol 400 mL

mol CH 3COOK volume total

[H+] = Ka ×

(0,05 − x ) mol x mol

= Ka ×

[HNO2 ] [NO2 − ]garam

[HNO2 ] 2[Ca(NO2 )2 ]

= 5 × 10–4 ×

8. Sebanyak 100 mL larutan asam nitrit 0,1 M ditambahkan ke dalam 50 mL larutan kalsium nitrit 0,2 M. pH larutan penyangga setelah diencerkan dengan 250 mL adalah . . . . (Ka HNO2 = 5 × 10–4) a. 4 – log 5 b. 4 – log 2,5 c. 5 – log 1 d. 10 + log 2,5 e. 10 + log 5 Jawaban: b nHNO = MHNO × VHNO 2 2 2 = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol 2)2

Vtotal

[NO2–]garam = 2[Ca(NO2)2]

0,05 1,1

= MCa(NO

nCa(NO2 )2

mol CH 3COOH volume total

Massa KOH = nKOH × Mr KOH p = 0,045 mol × 36 g mol–1 = 2,52 g Jadi, banyaknya p sebesar 2,52 gram.

× VCa(NO

2)2

= 0,2 M × 50 mL = 10 mmol Vtotal = 100 mL + 50 mL + 250 mL = 400 mL

50

= 0,025 M

= 0,025 M Ca(NO2)2(aq) → Ca2+(aq) + 2NO2–(aq)

[CH3COOH] [CH3COOK]

x = 0,045 nKOH = 0,045 mol

2)2

10 mmol 400 mL

[CH3COO − ]garam

0,1x = 0,05 – x

nCa(NO

Vtotal

[CH3COOH]

1 × 10–6 = 1 × 10–5 ×

x=

=

nHNO2


0,025 M 2 × 0,025 M

= 2,5 × 10–4 pH = –log [H+] = –log (2,5 × 10–4) = 4 – log 2,5 Jadi, pH larutan penyangga setelah diencerkan dengan 250 mL air adalah 4 – log 2,5. 9. Larutan NaOH 0,1 M ditambahkan ke dalam 200 mL larutan HCN 0,05 M (K a HCN = 1 × 10 –7 ) sehingga pH larutan berubah menjadi 7 – log 3. Volume larutan NaOH 0,1 M yang ditambahkan sebanyak . . . . a. 10 mL b. 15 mL c. 20 mL d. 25 mL e. 30 mL Jawaban: d pH = –log [H+] 7 – log 3 = –log [H+] –log (3 × 10–7) = –log [H+] [H+] = 3 × 10–7 Misal: VNaOH = Vb mL n HCN = MHCN × VHCN = 0,05 M × 200 mL = 10 mmol nNaOH = MNaOH × VNaOH = 0,1 M × Vb mL = 0,1Vb mmol

HCN(aq)

+

NaOH(aq) → NaCN(aq) + H2O(A)

Mula-mula: 10 mmol 0,1Vb mmol – – Reaksi : 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : (10 – 0,1Vb) mmol – 0,1Vb mmol 0,1Vb mmol

NaCN(aq) → Na+(aq) + CN–(aq) [CN–]garam = [NaCN] [H+] = Ka ×

[HCN] [CN− ]garam

[H+] = Ka ×

[HCN] [NaCN]

3 × 10–7 = 1 × 10–7 ×

3=

mol HCN volume total mol NaCN volume total

(10 − 0,1Vb ) mmol 0,1Vb mmol

0,3Vb = 10 – 0,1Vb 0,4Vb = 10 Vb =

10 0,4

= 25 mL

Jadi, volume larutan NaOH 0,1 M yang ditambahkan sebanyak 25 mL. 10. Pasangan larutan berikut yang mempunyai pH > 7 adalah . . . . a. HCOOH dan HCOOK b. Ba(OH)2 dan Ba(CN)2 c. HNO3 dan NaNO3 d. NH3 dan NH4Br e. HF dan CaF2 Jawaban: d Larutan penyangga yang mempunyai pH > 7 (penyangga basa) terbuat dari basa lemah dan garamnya. Misal NH 3 dan NH 4 Br. Larutan HCOOH dan HCOOK serta HF dan CaF 2 merupakan larutan penyangga asam (pH < 7). Larutan Ba(OH)2 dan Ba(CN)2 serta HNO3 dan NaNO3 bukan merupakan larutan penyangga. 11. Diketahui data percobaan pencampuran larutan asam-basa sebagai berikut.

Berdasarkan data percobaan tersebut, larutan dengan pH yang tidak berubah jika diencerkan, ditambah sedikit asam atau basa terbentuk pada percobaan . . . .

a. (1) dan (2) b. (1) dan (4) c. (2) dan (3) d. (3) dan (5) e. (4) dan (5) Jawaban: c Larutan yang memiliki pH tidak berubah jika diencerkan, ditambah sedikit asam atau basa merupakan larutan penyangga (larutan buffer). Larutan penyangga adalah campuran dari: 1) asam lemah dan garamnya, 2) basa lemah dan garamnya, 3) asam lemah dengan basa kuat dan jika direaksikan tersisa asam lemah, serta 4) basa lemah dengan asam kuat dan jika direaksikan tersisa basa lemah. Percobaan (1) nH SO = MH SO × VH SO 2 4 2 4 2 4 = 0,2 M × 5 mL = 1 mmol nNH = MNH × VNH 3 3 3 = 0,3 M × 5 mL = 1,5 mmol H2SO4(aq) + 2NH3(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 1 mmol 1,5 mol – Reaksi : 0,75 mmol 1,5 mol 0,75 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,25 mmol – 0,75 mmol

Hasil pencampuran 5 mL larutan H2SO4 0,2 M dengan 5 mL larutan NH3 0,3 M bukan merupakan larutan penyangga karena tersisa asam kuat H2SO4. Percobaan (2) nH SO = MH SO × VH SO 2 4 2 4 2 4 = 0,2 M × 5 mL = 1 mmol nNH = MNH × VNH 3 3 3 = 0,3 M × 10 mL = 3 mmol H2SO4(aq) + 2NH3(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 1 mmol 3 mmol – Reaksi : 1 mmol 2 mmol 1 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 1 mmol 1 mmol

Hasil pencampuran 5 mL larutan H2SO4 0,2 M dengan 10 mL larutan NH3 0,3 M merupakan larutan penyangga karena tersisa basa lemah NH3 dan garam asam kuat (NH4)2SO4 (asam konjugasi).

Kimia Kelas XI

51

Percobaan (3) nH SO = MH SO × VH SO 2 4 2 4 2 4 = 0,2 M × 10 mL = 2 mmol nNH = MNH × VNH 3 3 3 = 0,3 M × 15 mL = 4,5 mmol H2SO4(aq) + 2NH3(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 2 mmol 4,5 mmol – Reaksi : 2 mmol 4 mmol 2 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,5 mmol 2 mmol

Hasil pencampuran 10 mL larutan H2SO4 0,2 M dengan 15 mL larutan NH3 0,3 M merupakan larutan penyangga karena tersisa basa lemah NH3 dan garam asam kuat (NH4)2SO4 (asam konjugasi). Percobaan (4) nH SO = MH SO × VH SO 2 4 2 4 2 4 = 0,2 M × 15 mL = 3 mmol nNH = MNH × VNH 3 3 3 = 0,3 M × 10 mL = 3 mmol H2SO4(aq) + 2NH3(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 3 mmol 3 mmol – Reaksi : 1,5 mmol 3 mmol 1,5 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 1,5 mmol – 1,5 mmol

Hasil pencampuran 15 mL larutan H2SO4 0,2 M dengan 10 mL larutan NH 3 0,3 M bukan merupakan larutan penyangga karena tersisa asam kuat H2SO4. Percobaan (5) nH SO = MH SO × VH SO 2 4 2 4 2 4 = 0,2 M × 15 mL = 3 mmol nNH = MNH × VNH 3 3 3 = 0,3 M × 20 mL = 6 mmol

12. Sebanyak 300 mL larutan penyangga dengan pH = 5 – log 5 terbentuk dari larutan HCOOH 0,1 M (K a HCOOH = 2 × 10 –4 ) dan larutan Ca(OH)2 0,2 M. Volume larutan HCOOH 0,1 M dan Ca(OH)2 0,2 M yang harus ditambahkan untuk membentuk larutan penyangga tersebut masing-masing sebanyak . . . . a. 250 mL dan 50 mL b. 225 mL dan 75 mL c. 150 mL dan 150 mL d. 75 mL dan 225 mL e. 50 mL dan 250 mL Jawaban: a Misal: VHCOOH = Va mL VCa(OH) = Vb mL 2 nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,1 M × Va mL = 0,1Va mmol nCa(OH) = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 2 = 0,2 M × Vb mL = 0,2Vb mmol pH = –log[H+] 5 – log 5 = –log[H+] –log (5 × 10–5) = –log[H+] [H+] = 5 × 10–5 2HCOOH(aq) + Ca(OH)2(aq) → (HCOO)2Ca(aq) + 2H2O(A) 0,2Vb mmol – – Mula-mula: 0,1Va mmol Reaksi : 0,4Vb mmol 0,2Vb mmol 0,2Vb mmol 0,4Vb mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,1(Va – 4Vb) mmol – 0,2Vb mmol 0,4Vb mmol

(HCOO)2Ca(aq) → Ca2+(aq) + 2HCOO–(aq) [HCOO–]garam = 2[(HCOO)2Ca] [H+] = Ka ×


[H+] = Ka ×

[HCOOH] 2[(HCOO)2 Ca]

[H+] = Ka ×

H2SO4(aq) + 2NH3(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mula-mula: 3 mmol 6 mmol – Reaksi : 3 mmol 6 mmol 3 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 3 mmol

Hasil pencampuran 15 mL larutan H2SO4 0,2 M dengan 20 mL larutan NH 3 0,3 M bukan merupakan larutan penyangga karena hanya tersisa garam (NH4)2SO4. Jadi, larutan yang memiliki pH tidak berubah jika diencerkan, ditambahkan sedikit asam atau basa terbentuk pada percobaan (2) dan (3).

52


mol HCOOH volume total 2 × mol (HCOO) 2 Ca volume total

5 × 10–5 = 2 × 10–4 ×

0,1(Va − 4Vb ) mmol 2 × 0,2Vb mmol

5 × 10–5 × 4Vb = 2 × 10–4(Va – 4Vb) Vb = (Va – 4Vb) 5Vb = Va Va Vb

=

5 1

Va = = Vb = =

5 6 5 6 1 6 1 6

× Vlarutan

[OH–] = Kb ×

× 300 mL = 250 mL

[NH ]

3 akhir [OH–] = Kb × [NH Br] 4 akhir

× Vlarutan

mol NH 3 akhir

× 300 mL = 50 mL

Jadi, larutan HCOOH 0,1 M dan Ca(OH)2 0,2 M yang harus ditambahkan untuk membentuk larutan penyangga dengan pH = 5 – log 5 masingmasing sebanyak 250 mL dan 50 mL. 13. Suatu larutan penyangga mengandung larutan NH3 0,2 M (Kb NH3 = 2 × 10–5) dan NH4Br 0,4 M. Jika diinginkan pH larutan bertambah satu satuan, ke dalam 1 L larutan penyangga tersebut harus ditambahkan . . . . a. 0,1 mol KOH b. 0,2 mol HNO3 c. 0,2 mol Ba(OH)2 d. 0,3 mol NaOH e. 0,3 mol HCl Jawaban: d NH4Br(aq) → NH4+(aq) + Br–(aq) [NH4+]garam = [NH4Br] pH awal: [OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH ]

3 = Kb × [NH Br] 4

= 2 × 10–5 ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

0,2 M 0,4 M

= 1 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log (1 × 10–5) = 5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 pH akhir yang diinginkan = pH awal + 1 = 9 +1 = 10 pOH = 14 – pH = 14 – 10 = 4 pOH = –log [OH–] 4 = –log [OH–] –4 –log (1 × 10 ) = –log [OH–] [OH–] = 1 × 10–4 Jika ditambahkan sejumlah x mol senyawa ke dalam larutan penyangga maka: nNH = nNH + x mol 3 akhir 3 awal = (MNH × VNH ) + x mol 3 3 = (0,2 M × 1 L) + x mol = (0,2 + x) mol nNH Br = nNH Br – x mol 4 akhir 4 awal = (MNH Br × VNH Br) – x mol 4 4 = (0,4 M × 1 L) – x mol = (0,4 – x) mol

[OH–]

= Kb ×

volume total mol NH 4Brakhir volume total

(0,2 + x ) mol

[OH–] = 2 × 10–5 × (0,4 − x ) mol (0,2 + x ) (0,4 − x ) (0,2 + x) 2 × 10–5 (0,4 − x ) (0,2 + x ) (0,4 − x )

1 × 10–4 = 2 × 10–5 × 10 × 10–5 = 5=

2 – 5x = 0,2 + x 1,8 = 6x x=

1,8 6

= 0,3

Jumlah [NH 4+] garam setelah reaksi berkurang karena ion [NH4+]garam bereaksi dengan ion OH– dari basa kuat. Dengan demikian, jika diinginkan pH larutan penyangga bertambah satu satuan maka ke dalam 1 L larutan tersebut harus ditambahkan 0,3 mol NaOH (basa kuat valensi 1). 14. Kristal CaX 2 yang dapat larut sempurna, ditambahkan ke dalam larutan asam lemah HX (Ka = 5 × 10–5) sehingga larutan mengandung 0,1 M HX. Jika pH larutan = 5 – log 5, konsentrasi CaX2 yang terkandung dalam larutan adalah . . . . a. 0,02 M d. 0,50 M b. 0,05 M e. 1,00 M c. 0,20 M Jawaban: b pH = –log [H+] 5 – log 5 = –log [H+] –log (5 × 10–5) = –log [H+] [H+] = 5 × 10–5 M HX = 0,1 M CaX2(aq) → Ca2+(aq) + 2X –(aq) [X –]garam = 2[CaX2] [H+] = Ka ×

[HX ] [X − ]garam

[H+] = Ka ×

[HX ] 2[CaX 2 ]

5 × 10–5 = 5 × 10–5 ×

0,1 M 2[CaX 2 ]

2[CaX2] = 0,1 M [CaX2] = 0,05 M Jadi, konsentrasi CaX2 yang terkandung dalam larutan adalah 0,05 M. Kimia Kelas XI

53

15. Pada pengukuran pH beberapa larutan diperoleh data sebagai berikut.

[H+] = Ka ×


[HCOOH]

[H+] = Ka × 2[(HCOO) X ] 2 [H+] = Ka ×

mol HCOOH volume total 2 × mol (HCOO) 2 X volume total

0,004 mol

2 × 10–5 = 2 × 10–4 × 2 × mol (HCOO) X 2 Berdasarkan data di atas, yang merupakan larutan penyangga ditunjukkan oleh angka . . . . a. 1) d. 4) b. 2) e. 5) c. 3) Jawaban: b Larutan yang mempunyai sifat penyangga jika ditambah dengan sedikit basa, asam, atau diencerkan tidak akan mengubah pH-nya secara signifikan. Larutan penyangga bersifat mampu mempertahankan pH. Berdasarkan data tersebut, larutan 2) merupakan larutan penyangga. Sementara itu, larutan 1), 3), 4), dan 5) bukan merupakan larutan penyangga karena pH berubah cukup signifikan. 16. Sebanyak 2,6 gram garam (HCOO)2X ditambahkan ke dalam 100 mL larutan HCOOH 0,04 M (Ka HCOOH = 2 × 10–4) sehingga pH larutan menjadi 5 – log 2. Unsur X yang terkandung dalam garam tersebut adalah . . . . (Ar: H = 1 g mol–1; C = 12 g mol–1; O = 16 g mol–1; Mg = 24 g mol–1; Ca = 40 g mol–1; Fe = 56 g mol–1; dan Ba = 137 g mol–1) a. Ba d. Mg b. Ca e. Mn c. Fe Jawaban: b pH = –log [H+] 5 – log 2 = –log [H+] –log (2 × 10–5) = –log [H+] [H+] = 2 × 10–5 nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,04 M ×

100 1.000

L

= 0,004 mol (HCOO)2X(aq) → 2HCOO–(aq) + X 2+(aq) [HCOO–]garam = 2[(HCOO)2X ]

54


2 × 10–1 × mol (HCOOH)2X = 0,004 mol mol (HCOOH)2X =

0,004 mol 2 × 10 −1

mol (HCOOH)2X = 0,02 mol Mr (HCOO)2X = =

massa (HCOO)2X mol (HCOO)2X 2,6 g 0,02 mol

= 130 g mol–1 Mr (HCOO)2X = (2 x Ar H) + (2 x Ar C) + (4 x Ar O) + (1 x Ar X) 130 g mol–1 = (2 x 1 g mol–1) + (2 x 12 g mol–1) + (4 x 16 g mol–1) + Ar X 130 g mol–1 – 90 g mol–1= Ar X Ar X = 40 g mol–1 Jadi, unsur X yang terkandung dalam garam tersebut adalah Ca. 17. Air liur merupakan larutan penyangga karena mengandung senyawa . . . . a. fosfat b. karbonat c. hemoglobin d. asam sitrat e. asam benzoat Jawaban: a Air liur dapat mempertahankan pH dalam mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralkan asam yang dihasilkan dari proses fermentasi sisa-sisa makanan oleh bakteri. Dengan demikian, gigi tidak mudah berlubang sehingga kuman tidak dapat masuk ke bagian dalam gigi. Penyangga fosfat, karbonat, dan hemoglobin juga terdapat di dalam darah. Sementara itu, asam sitrat dan asam benzoat merupakan larutan penyangga yang berfungsi sebagai pengawet makanan/ minuman.

18. Padatan garam L2SO4 ditambahkan ke dalam larutan basa lemah LOH sehingga konsentrasi LOH menjadi 0,1 M dan konsentrasi L2SO4 0,05 M. Jika Kb LOH = 1 × 10–5, pH larutan tersebut adalah . . . . a. 11 b. 9 + log 2 c. 9 d. 5 e. 5 – log 2 Jawaban: c L2SO4(aq) → 2L+(aq) + SO42–(aq) [L+]

garam

= 2[L2SO4]

[OH–] = Kb × = Kb ×

[LOH] [L+ ]garam

[NH4+]garam = [NH4Br] [OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH3 ] [NH4Br]

3 × 10–5 = 2 × 10–5 × [NH3 ] [NH4Br]

0,1M 2 × 0,05 M

=

[NH3 ] [NH4Br]

3 2

Jadi, perbandingan konsentrasi antara larutan NH3 dan NH4Br dalam larutan tersebut adalah 3 : 2.

= 1 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log (1 × 10–5) =5 pH = 14 – pOH = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan tersebut adalah 9. 19. Pada campuran buffer asam lemah dan garamnya, pH campuran sama dengan pKa jika .... a. pH + pOH = 14 b. konsentrasi asam = 1 M c. konsentrasi garam = 1 M d. derajat ionisasi asam = 0,1 e. konsentrasi asam = konsentrasi garam Jawaban: e Harga pH untuk campuran buffer asam lemah dan garamnya adalah pH = pKa + log

NH4Br(aq) → NH4+(aq) + Br–(aq)

[OH–] = Kb ×

[LOH] 2[L2SO4 ]

= 1 × 10–5 ×

Jawaban: d pOH = 14 – pH = 14 – (9 + log 3) = 5 – log 3 pOH = –log [OH–] 5 – log 3 = –log [OH–] –log (3 × 10–5) = –log [OH–] [OH–] = 3 × 10–5

[G] [A]

Jadi, harga pH akan sama dengan pKa, jika konsentrasi asam = konsentrasi garam. 20. Suatu larutan penyangga yang terdiri atas larutan NH3 (Kb NH 3 = 2 × 10–5) dan NH 4Br dengan volume yang sama memiliki pH = 9 + log 3. Perbandingan konsentrasi antara larutan NH3 dengan NH4Br dalam larutan tersebut adalah .... a. 1 : 3 b. 2 : 3 c. 2 : 5 d. 3 : 2 e. 3 : 5

21. Penambahan 100 mL larutan natrium formiat 0,5 M ke dalam 150 mL larutan asam formiat 1,0 M (Ka asam formiat = 4 × 10–4) mengakibatkan . . . . (log 2 = 0,30 dan log 6 = 0,78) a. kenaikan pH sebesar 1,22 b. kenaikan pH sebesar 1,52 c. kenaikan pH sebesar 2,00 d. penurunan pH sebesar 1,22 e. penurunan pH sebesar 2,00 Jawaban: a pH sebelum penambahan natrium formiat: [H+] =

K a [HCOOH]

=

4 × 10 −4 (1,0)

= 2 × 10–2 pH = –log [H+] = –log (2 × 10–2) = 2 – log 2 = 2 – (0,30) = 1,70 pH setelah penambahan natrium formiat: nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 1,0 M ×

150 1.000

L

= 0,15 mol nHCOONa = MHCOONa × VHCOONa = 0,5 M ×

100 1.000

L

= 0,05 mol

Kimia Kelas XI

55

HCOONa(aq) → HCOO–(aq) + Na+(aq) [HCOO–]

garam

[H+] = Ka ×

= [HCOONa]


= Ka ×

[HCOOH] [HCOONa]

= Ka ×

mol HCOOH volume total mol HCOONa volume total

= 4 × 10–4 ×

0,15 mol 0,05 mol

= 12 × 10–4 pH = –log [H+] = –log (12 × 10–4 ) = 4 – log 12 = 4 – (log 2 + log 6) = 4 – (0,30 + 0,78) = 2,92 Perubahan pH yang terjadi = pH setelah penambahan – pH sebelum penambahan = 2,92 – 1,70 = 1,22 Jadi, penambahan larutan natrium formiat ke dalam larutan asam formiat mengakibatkan kenaikan pH sebesar 1,22. 22. Campuran antara asam lemah HA 0,2 M dengan garam MA 0,4 M mempunyai pH sebesar 4,85. Harga konstanta asam (Ka) HA adalah . . . . a. 1 × 10–6 b. 7 × 10–6 c. 1 × 10–5 d. 3 × 10–5 e. 7 × 10–5 Jawaban: b MA(aq) → M+(aq) + A–(aq) [A–]garam = [MA] pH = pKa – log

[HA ] [A − ]garam

pH = pKa – log

[HA ] [MA ]

4,85 = pKa – log

[0,2] [0,4]

pKa = 4,85 + (0,3) = 5,15 pKa = –log Ka 5,15 = –log Ka Ka = 7 × 10–6 Jadi, harga konstanta asam (Ka) HA = 7 × 10–6.

56


23. Campuran berikut ini yang merupakan larutan penyangga dan mempunyai harga pH = pKa adalah . . . . a. 200 mL NH3 0,1 M + 100 mL NH4Cl 0,1 M b. 100 mL NH3 0,1 M + 200 mL NH4Cl 0,1 M c. 100 mL CH 3 COOH 0,2 M + 200 mL CH3COONa 0,1 M d. 100 mL CH 3 COOH 0,1 M + 200 mL CH3COONa 0,1 M e. 100 mL HNO2 0,1 M + 100 mL KNO2 0,2 M Jawaban: c Larutan penyangga akan mempunyai harga pH = pKa jika jumlah mol asam lemahnya = jumlah mol garamnya. 1) 200 mL NH3 0,1 M + 100 mL NH4Cl 0,1 M Mol NH3 = 200 mL × 0,1 M = 20 mmol Mol NH4Cl = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol 2) 100 mL NH3 0,1 M + 200 mL NH4Cl 0,1 M Mol NH3 = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Mol NH4Cl = 200 mL × 0,1 M = 20 mmol 3) 100 mol CH 3 COOH 0,2 M + 200 mL CH3COONa 0,1 M Mol CH3COOH= 100 mL × 0,2 M = 20 mmol Mol CH 3 COONa = 200 mL × 0,1 M = 20 mmol 4) 100 mL CH 3 COOH 0,1 M + 200 mL CH3COONa 0,1 M Mol CH3COOH= 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Mol CH 3 COONa = 200 mL × 0,1 M = 20 mmol 5) 100 mL HNO2 0,1 M + 100 mL KNO2 0,2 M Mol HNO2 = 100 mL × 0,1 M = 10 mmol Mol KNO2 = 100 mL × 0,2 M = 20 mmol Jadi, campuran larutan yang merupakan larutan penyangga adalah 100 mL CH3COOH 0,2 M + 200 mL CH3COONa 0,1 M. 24. Jika 1 gram kristal NaOH (Mr = 40 g mol –1) dimasukkan ke dalam 500 mL larutan CH3COOH 0,1 M (Ka = 1,0 × 10–5) akan dihasilkan larutan . . . . a. asam dengan pH 3 b. penyangga dengan pH 5 c. penyangga dengan pH 9 d. basa dengan pH 12 + log 2,5 e. penyangga dengan pH 2 – log 5 Jawaban: b Mol NaOH =

massa NaOH Mr NaOH 1g

= 40 g mol−1 = 0,025 mol

Mol CH3COOH = MCH

3COOH

× VCH

3COOH

500

= 0,1 M × 1.000 L = 0,05 mol NaOH(aq) +

CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A)

Mula-mula: 0,025 mol 0,05 mol – – Reaksi : 0,025 mol 0,025 mol 0,025 mol 0,025 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,025 mol 0,025 mol 0,025 mol

Larutan tersisa asam lemah dan garamnya sehingga terbentuk larutan penyangga. CH3COONa(aq) → Na+(aq) + CH3COO–(aq) [CH3COO–]garam = [CH3COONa] [H+] = Ka × [H+] = Ka × = Ka ×

NH3(g)

NH4Cl(aq) → NH4+(aq) + Cl(aq) [NH4+]garam = [NH4Cl] [OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[OH–] = Kb ×

mol CH3COOH/ volume total mol CH3COONa/ volume total 0,025 mol 0,025 mol

= 1,0 × 10–5

pH = –log [H+] = –log (1,0 × 10–5) = 5 Jadi, penambahan kristal NaOH ke dalam larutan CH 3 COOH tersebut menghasilkan larutan penyangga dengan pH 5. 25. Gas amoniak dialirkan ke dalam 100 mL larutan HCl 0,1 M sehingga terbentuk larutan penyangga dengan pH 8 + log 4. Jika Kb NH3 = 2 × 10–5, volume gas NH 3 yang dialirkan (diukur pada keadaan standar) sebanyak . . . . a. 134,4 mL b. 224,0 mL c. 268,8 mL d. 336,0 mL e. 448,0 mL Jawaban: c Misal: nNH = x mol 3 nHCl = MHCl × VHCl = 0,1 M ×

100 1.000

L

= 0,01 mol pOH = 14 – pH = 14 – (8 + log 4) = 6 – log 4 pOH = –log [OH–] 6 – log 4 = –log [OH–] –log (4 × 10–6) = –log [OH–] [OH–] = 4 × 10–6

mol NH3 volume total mol NH4Cl volume total

4 × 10–6 = 2 × 10–5 ×


= 1,0 × 10–5 ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[OH–] = Kb × [NH Cl] 4

[CH3COOH]

[CH3COO − ]garam

HCl(aq) → NH4Cl(aq)

+

Mula-mula: x mol 0,01 mol – Reaksi : 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa :(x – 0,01) mol – 0,01 mol

(x − 0,01)mol 0,01 mol

2 × 10–3 = (x – 0,01) x = 0,012 VNH = nNH × 22,4 L mol–1 3 3 = 0,012 mol × 22,4 L mol–1 = 0,2688 L = 268,8 mL Jadi, volume gas NH3 yang dialirkan (diukur ada keadaan standar) sebanyak 268,8 mL. 26. Suatu campuran terbuat dari 200 mL larutan anilina 0,05 M (Kb C6H5NH2 = 4 × 10–10) dan 50 mL larutan HCl 0,1 M. Pernyataan yang sesuai dengan campuran tersebut adalah . . . a. [H+] = 4 × 10–10. b. pH larutan = 4 + log 4. c. [C6H5NH2] < [C6H5NH3+]. d. jumlah ion Cl– > 0,005 mol. e. terbentuk larutan penyangga asam. Jawaban: b nC H NH = MC H NH × VC H NH 6 5

2

6 5

2

= 0,05 M ×

6 5

200 1.000

2

L

= 0,01 mol nHCl = MHCl × VHCl = 0,1 M ×

50 1.000

L

= 0,005 mol C6H5NH2(aq) + HCl(aq) →

C6H5NH3Cl(aq)

Mula-mula: 0,01 mol 0,005 mol – Reaksi : 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,005 mol – 0,005 mol

Campuran 200 mL larutan anilina 0,05 M dan 50 mL larutan HCl 0,1 M membentuk larutan penyangga basa karena setelah bereaksi tersisa basa lemah C6H5NH2 dengan asam konjugasinya atau garam C6H5NH3Cl.

Kimia Kelas XI

57

C6H5NH3Cl(aq) → C6H5NH3+(aq) + Cl–(aq) [C6H5NH3+]garam = [Cl–] = [C6H5NH3Cl] Mol asam konjugasi (C 6H 5NH 3+) = mol Cl – = mol C6H5NH3Cl = 0,005 mol [OH–] = Kb ×

[C6H5NH2 ]

[C6H5NH3+ ]garam

= Kb ×

[C6H5NH2 ] [C6H5NH3Cl]

= Kb ×

mol C6H5NH2 volume total mol C6H5NH3Cl volume total

= 4 × 10–10 ×

0,005 mol 0,005 mol

= 4 × 10–10 pH = 14 – pOH = 14 – (–log [OH–]) = 14 – (–log (4 × 10–10)) = 14 – (10 – log 4) = 4 + log 4 Jadi, Pernyataan yang sesuai dengan campuran tersebut adalah pH larutan = 4 + log 4. 27. Larutan penyangga dengan pH = 6 dapat dibuat dengan menambahkan garam CH 3 COONa (Mr = 82 g mol –1) ke dalam 200 mL larutan CH3COOH 0,1 M. Jika diketahui Ka CH3COOH = 1 × 10 –5 , massa garam CH 3COONa yang ditambahkan ke dalam larutan sebanyak . . . . a. 4,10 gram d. 16,4 gram b. 8,20 gram e. 20,5 gram c. 12,3 gram Jawaban: d pH = –log [H+] 6 = –log [H+] –6 –log (1 × 10 ) = –log [H+] [H+] = 1 × 10–6 nCH COOH = MCH COOH × VCH COOH 3

3

3

= 0,1 M ×

200 1.000

L

Mol CH3COONa =

2 × 10 −7mol 10 −6

= 0,2 mol

Massa CH3COONa = mol CH3COONa × Mr CH3COONa = 0,2 mol × 82 g mol–1 = 16,4 gram Jadi, massa garam CH3COONa yang ditambahkan ke dalam larutan sebanyak 16,4 gram. 28. Darah manusia mempunyai pH konstan mendekati 7,4 meskipun zat-zat yang bersifat asam dan basa terus-menerus masuk ke dalam darah. Hal ini karena dalam darah manusia terdapat kesetimbangan . . . . a. H+(aq) + H2O(A) U H3O+(aq) b. H2O(A) U H+(aq) + OH–(aq) c. d.

H2CO3(aq) U H+(aq) + HCO3–(aq) H3PO4(aq) U 3H+(aq) + PO43–(aq)

e. H2CO3(aq) U 2H+(aq) + CO32–(aq) Jawaban: c Cairan dalam tubuh makhluk hidup merupakan larutan penyangga. Contoh plasma darah (cairan darah) mengandung gas CO2 yang membentuk pasangan asam-basa konjugasi antara asam karbonat dan ion hidrogen karbonat. Campuran ini membentuk larutan penyangga untuk mempertahankan pH larutan/cairan di luar sel darah. H2CO 3 akan menyangga apabila basa (OH –) masuk ke dalam tubuh. Reaksinya sebagai berikut. H2CO3(aq) + OH–(aq) U HCO3–(aq) + H2O(A) Ion bikarbonat akan menyangga apabila asam (H+) masuk ke dalam tubuh. Reaksinya sebagai berikut. HCO3–(aq) + H+(aq) U H2CO3(aq) 29. Larutan penyangga dapat dibuat dari campuran larutan HCOOH dengan larutan Ca(OH) 2 . Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data sebagai berikut.

= 0,02 mol CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) [CH3COO–]garam = [CH3COONa] [CH3COOH]

[H+] = Ka ×

[CH3COO − ]garam

[H+] = Ka ×


[H+] = Ka ×

mol CH3COOH volume total mol CH3COONa volume total

0,02 mol

1 × 10–6 = 1 × 10–5 × mol CH COONa 3 58


Jika diketahui Ka HCOOH = 1 × 10–4, urutan percobaan berdasarkan kenaikan pH larutan penyangga yang terbentuk adalah . . . . a. (1), (2), dan (3) b. (2), (1), dan (3) c. (2), (3), dan (1) d. (3), (2), dan (1) e. (3), (1), dan (2)

Jawaban: b Percobaan (1) nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,2 M × 200 mL = 40 mmol nCa(OH) = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 2 = 0,3 M × 50 mL = 15 mmol 2HCOOH(aq) + Ca(OH)2(aq) → (HCOO)2Ca(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 40 mmol 15 mmol – – Reaksi : 30 mmol 15 mmol 15 mmol 30 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 10 mmol – 15 mmol 30 mmol

(HCOO)2Ca(aq) → 2HCOO–(aq) + Ca2+(aq) [HCOO–]garam = 2[(HCOO)2Ca] [H+] = Ka ×


[HCOOH]

= Ka × 2[(HCOO) Ca] 2 = Ka ×

mol HCOOH volume total 2 × mol (HCOO)2Ca volume total

10–4

10 mmol 2 × 15 mmol

=1× × = 3,33 × 10–5 pH = –log [H+] = –log (3,33 × 10–5) = 5 – log 3,33 = 5 – 0,53 = 4,47 Percobaan (2) nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,3 M × 150 mL = 45 mmol nCa(OH) = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 2 = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol 2HCOOH(aq) + Ca(OH)2(aq) → (HCOO)2Ca(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 45 mmol 10 mmol – – Reaksi : 20 mmol 10 mmol 10 mmol 20 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 25 mmol – 10 mmol 20 mmol



[HCOOH]

= Ka × 2[(HCOO) Ca] 2 = Ka ×


pH = –log [H+] = –log (1,25 × 10–4) = 4 – log 1,25 = 4 – 0,1 = 3,9 Percobaan (3) nHCOOH = MHCOOH × VHCOOH = 0,1 M × 250 mL = 25 mmol nCa(OH) = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 2 = 0,2 M × 50 mL = 10 mmol 2HCOOH(aq) + Ca(OH)2(aq) → (HCOO)2Ca(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 25 mmol 10 mmol – – Reaksi : 20 mmol 10 mmol 10 mmol 20 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 5 mmol – 10 mmol 20 mmol



[HCOOH]

= Ka × 2[(HCOO) Ca] 2 = Ka ×


= 1 × 10–4 ×

5 mmol 2 × 10 mmol

= 2,5 × 10–5 pH = –log [H+] = –log (2,5 × 10–5) = 5 – log 2,5 = 5 – 0,4 = 4,6 Jadi, urutan percobaan berdasarkan kenaikan pH larutan penyangga yang terbentuk yaitu (2), (1), dan (3). 30. Sebanyak 0,49 gram garam NaCN ditambahkan ke dalam 100 mL larutan HCN 0,01 M (Ka = 4 × 10–6). Perubahan pH yang terjadi pada larutan HCN sebelum dan sesudah penambahan garam NaCN adalah . . . . (Ar: Na = 23 g mol–1; C = 12 g mol–1; N = 14 g mol –1; H = 1 g mol –1; log 2 = 0,3; log 4 = 0,6) a. 3,4 menjadi 6,7 b. 3,7 menjadi 6,4 c. 4,4 menjadi 6,7 d. 4,7 menjadi 6,4 e. 5,7 menjadi 6,4

25 mmol

= 1 × 10–4 × 2 × 10 mmol = 1,25 × 10–4

Kimia Kelas XI

59

Jawaban: b pH sebelum penambahan garam HCN [H+] = K a × [HCN] = pH = –log [H+] = –log (2 × 10–4) = 4 – log 2 = 4 – 0,3 = 3,7 n NaCN =

Mol NH3 = MNH × VNH 3

= 0,2 M ×

4 × 10−6 × 0,01 = 2 × 10–4

(NH4)2SO4(aq) → 2NH4+(aq) + SO42–(aq) [NH4+]garam = 2[(NH4)2SO4] [OH–] = Kb ×

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH3 ] 2 × [(NH4 )2 SO4 ]

=

0,49 g ((1× Ar Na) +(1× Ar C) +(1× Ar N)) g mol−1

= Kb ×

=

0,49 g ((1× 23) +(1× 12) +(1× 14)) g mol−1

= 1,8 × 10–5 ×

=

0,49 g (23 + 12 + 14) g mol−1

=

0,49 g 49 g mol−1

= 0,01 mol n HCN = MHCN × VHCN 100 1.000

L

= 0,001 mol NaCN(aq) → Na+(aq) + CN–(aq) [CN–]garam = [NaCN] pH larutan setelah penambahan garam NaCN [H+] = Ka × = Ka × = Ka ×

L

= 0,04 mol

massa NaCN Mr NaCN

= 0,01 M ×

3

200 1.000

[HCN] [CN− ]garam [HCN] [NaCN] mol HCN volume total mol NaCN volume total

0,001mol

= 4 × 10–6 × 0,01mol = 4 × 10–7 pH = –log [H+] = –log (4 × 10–7) = 7 – log 4 = 7 – 0,6 = 6,4 Jadi, perubahan pH yang terjadi pada larutan HCN sebelum dan sesudah penambahan garam NaCN adalah 3,7 menjadi 6,4.

mol NH3 / volume total 2 × mol (NH4 )2SO4 / volume total

= 1,8 × 10–5 ×

0,04 mol 2 × 0,01mol

= 3,6 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log (3,6 × 10–5) = 5 – log 3,6 pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 3,6) = 9 + log 3,6 Jadi, pH larutan yang terbentuk 9 + log 3,6. 2. Misal: MNaOH = Mb M pH = –log [H+] 6 – log 6 = –log [H+] –log (6 × 10–6) = –log [H+] [H+] = 6 × 10–6 nNaOH = MNaOH × VNaOH = Mb × 50 mL = 50Mb mmol nC

6H5COOH

= MC

6H5COOH

× VC

6H5COOH

= 0,1 M × 220 mL = 22 mmol C6H5COOH(aq) + NaOH(aq) → C6H5COONa(aq) + H2O(A) Mula-mula: 22 mmol 50Mb mmol – – Reaksi : 50Mb mol 50Mb mmol 50Mb mmol 50Mb mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa

:(22 – 50Mb) mmol

C6H5COONa(aq) →

–

50Mb mmol

C6H5COO–(aq)

[C6H5COO–]garam = [C6H5COONa]

B. Uraian 1. Mol (NH4)2SO4 = =

massa (NH4 )2SO4 Mr (NH4 )2SO4 1,32 g 132 g mol−1

= 0,01 mol

[H+] = Ka ×

[C6H5COOH]

[C6H5COO− ]garam

[C6H5COOH]

= Ka × [C H COONa] 6 5 mol C6H5COOH

= Ka ×

volume total mol C6H5COONa volume total

60


50Mb mmol

+ Na+(aq)

6 × 10–6 = 6 × 10–5 ×

(22 − 50M b ) mmol 50M b mmol

5Mb = 22 – 50Mb 55Mb = 22 M b = 0,4 Jadi, konsentrasi larutan NaOH yang ditambahkan sebesar 0,4 M. 3. Sebelum penambahan larutan HNO3 nBa(OH) = MBa(OH) × VBa(OH) 2 2 2 = 0,1 M × 50 mL = 5 mmol nHF = MHF × VHF = 0,2 M × 100 mL = 20 mmol 2HF(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaF2(aq) + 2H2O(A) Mula-mula : 20 mmol 5 mmol – – Reaksi : 10 mmol 5 mmol 5 mmol 10 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 10 mmol – 5 mmol 10 mmol

BaF2(aq) → Ba2+(aq) + 2F–(aq) [F–]garam = 2[BaF2] [H+] = Ka ×

[HF] [F − ]garam

[HF]

= Ka × 2[BaF ] 2 = Ka ×

mol HF volume total 2×mol BaF2 volume total

= 7 × 10–4 ×

10 mmol 2 × 5 mmol

= 7 × 10–4 pH = –log [H+] = –log (7 × 10–4 ) = 4 – log 7 = 3,15 Sesudah penambahan larutan HNO3 nHNO = MHNO × VHNO 3 3 3 = 0,2 M × 10 mL = 2 mmol

[H+] = Ka ×

[HF] [F − ]garam

= Ka ×

[HF] 2[BaF2 ]

= Ka ×

mol HF volume total 2×mol BaF2 volume total

= 7 × 10–4 ×

= 1,05 × 10–3 pH = –log [H+] = –log (1,05 × 10–3 ) = 3 – log 1,05 = 2,98 Jadi, pH larutan sebelum dan sesudah penambahan larutan HNO3 berturut-turut adalah 3,15 dan 2,98. 4. Misal: VNH = Va L 3 V(NH ) SO = Vg L 4 2 4 nNH = MNH × VNH 3 3 3 = 0,2 M × Vb L = 0,2Vb mol n(NH ) SO = M(NH ) SO × V(NH ) SO 4 2 4 4 2 4 4 2 4 = 0,05 M × Vg L = 0,05Vg mol pOH = 14 – pH = 14 – (9 + log 9) = 5 – log 9 pOH = –log [OH–] 5 – log 9 = –log [OH–] –log (9 × 10–5) = –log [OH–] [OH–] = 9 × 10–5 (NH4)2SO4(aq) → 2NH4+(aq) + SO42–(aq) [NH4+]garam = 2[(NH4)2SO4] [OH–] = Kb ×

2HNO3(aq) + BaF2(aq) → 2HF(aq) + Ba(NO3)2(aq) Mula-mula: 2 mmol 5 mmol 10 mmol – Reaksi : 2 mmol 1 mmol 2 mmol 1 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 4 mmol 12 mmol 1 mmol

12 mmol 2 × 4 mmol

[NH3 ]

[NH+4 ]garam

[NH3 ]

= Kb × 2[(NH ) SO ] 4 2 4 = Kb ×

mol NH3 volume total 2 × mol (NH4 )2SO4 volume total

Kimia Kelas XI

61

0,2Vb mol 2 × 0,05Vg mol

9 × 10–5 = 1,8 × 10–5 × 5Vg = 2Vb Vb Vg

[CH3COOH]

Jadi, perbandingan antara volume larutan NH3 0,2 M dan volume larutan (NH4)2SO4 0,05 M adalah 5 : 2. 5. nHNO = MHNO × VHNO 2

2

= 0,2 M ×

[CH3COO − ]garam

[H+] = Ka × 2[(CH COO) Ca] 3 2

5 2

=

[CH3COOH]

[H+] = Ka ×

mol CH3COOH volume total 2×mol (CH3COO)2Ca volume total

= Ka ×

10 mmol

2 × 10–5 = 1 × 10–5 × 2 × mol (CH COO) Ca 3 2 4 × mol (CH3COO)2Ca = 10 mmol

2

250 1.000

[H+]

L

mol (CH3COO)2Ca =

= 0,05 mol nCa(OH) = 2

=

massa Ca(OH)2 Mr Ca(OH)2

2HNO2(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(NO2)2(aq) + 2H2O(A) Mula-mula: 0,05 mol 0,02 mol – – Reaksi : 0,04 mol 0,02 mol 0,02 mol 0,04 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,01 mol – 0,02 mol 0,04 mol

Ca(NO2)2(aq) → Ca2+(aq) + 2NO2–(aq) = 2[Ca(NO2)2]

[H+] = Ka ×

[HNO2 ] [NO −2 ]garam

[HNO2 ]

= Ka × 2[Ca(NO ) ] 2 2 = Ka ×

mol HNO2 volume total 2 × mol Ca(NO2 )2 volume total

= 5 × 10–4 × 10–4

0,01 mol 2 × 0,02 mol

= 1,25 × pH = –log [H+] = –log (1,25 × 10–4) = 4 – log 1,25 Jadi, pH larutan setelah penambahan kristal Ca(OH)2 tersebut 4 – log 1,25. 6.

3COO)2Ca

× Mr (CH

3COO)2Ca

= 2,5 × mol × 158 g mol–1 = 0,395 g Jadi, massa (CH 3 COO) 2 Ca yang harus ditambahkan sebanyak 0,395 g. 7. n HCN = MHCN × VHCN = 0,1 M ×

pH = –log 5 – log 2 = –log [H+] –log (2 × 10–5) = –log [H+] [H+] = 2 × 10–5 nCH COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 3 = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol [CH3COO–]garam = 2[(CH3COO)2Ca]


100 1.000

= 0,01 mol pH = 6= –6 –log (1 × 10 ) = [H+] =

L

–log [H+] –log [H+] –log [H+] 1 × 10–6

XCN(aq) → X+(aq) + CN–(aq) [CN–]garam = [XCN] [H+] = Ka ×

[HCN] [CN− ]garam

[H+] = Ka ×

[HCN] [XCN]

[H+]

= Ka ×

[H+]

(CH3COO)2Ca(aq) → Ca2+(aq) + 2CH3COO–(aq)

62

Massa (CH3COO)2Ca 10–3

= 0,02 mol

[NO2–]garam

mmol

= 2,5 mmol = 2,5 × 10–3 mol = n(CH

1,48 g 74 g mol−1

10 4

mol HCN volume total mol XCN volume total

1 × 10–6 = 4 × 10–6 × mol XCN =

4 × 10 −8 1× 10 −6

0,01 mol mol XCN

mol

= 0,04 mol Massa XCN = mol XCN × Mr XCN 1,96 gram = 0,04 mol × ((1 × Ar X) + (1 × Ar C) + (1 × Ar N)) 1,96 gram = 0,04 mol × (Ar X + (1 × 12 g mol–1) + (1 × 14 g mol–1))

1,96 gram = 0,04 mol × (Ar X + 26 g mol–1) 49 g mol–1 = Ar X + 26 g mol–1 Ar X = (49 – 26) g mol–1 Ar X = 23 g mol–1 Unsur X mempunyai Ar = 23 g mol–1 sehingga unsur X yang dimaksud adalah unsur Na. 8.

pH = 6 – log 4 = –log (4 × 10–6) = [H+] =

pH = –log [H+] = –log (1,05 × 10–4) = 4 – log 1,05 Jadi, pH campuran larutan asam butirat dan NaOH adalah 4 – log 1,05. 10. a.

–log [H+] –log [H+] –log [H+] 4 × 10–6

= 0,2 M × 150 mL = 30 mmol nKOH = MKOH × VKOH

CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq)

= 0,2 M × 100 mL = 20 mmol

[CH3COO–]garam = [CH3COONa] [CH3COOH]

[H+] = Ka ×

[CH3COO − ]garam

[H+] = Ka ×

[CH3COOH] [CH3COONa] [CH3COOH]

HCN(aq) + KOH(aq) → KCN(aq) + H2O(A) Mula-mula: 30 mmol 20 mmol – – Reaksi : 20 mmol 20 mmol 20 mmol 20 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 10 mmol – 20 mmol 20 m mol

KCN(aq) → K+(aq) + CN–(aq)

4 × 10–6 = 2 × 10–5 × [CH COONa] 3 [CH3COOH] [CH3COONa]

=

4 × 10 −6 2 × 10 −5


=

1 5

[CN–]garam = [KCN] [H+] = Ka × = Ka ×

Jadi, perbandingan konsentrasi asam asetat dengan natrium asetat dalam larutan penyangga tersebut adalah 1 : 5.

= Ka ×

9. Rumus molekul asam butirat = HC4H7O2 nNaOH = MNaOH × VNaOH = 0,05 M × nHC

4 H7 O2

= MHC

100 1.000

4H7O2

= 0,2 M ×

4H7O2

L = 0,04 mol

HC4H7O2(aq) + NaOH(aq) → C4H7O2Na(aq) + H2O(A)

Mula-mula: 0,04 mol 0,005 mol – – Reaksi : 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,035 mol – 0,005 mol 0,005 mol

C4H7O2Na(aq) → C4H7O2–(aq) + Na+(aq) [C4H7O2–]garam = [C4H7O2Na] [H+] = Ka ×

[HC4H7O2 ] [C4H7O−2 ]garam

= Ka ×

[HC4H7O2 ] [C4H7O2Na]

= Ka ×

mol HC4H7 O2 volume total mol C4H7 O2Na volume total

= 1,5 × 10–5 ×

0,035 mol 0,005 mol

[HCN] [CN− ]garam [HCN] [KCN] mol HCN volume total mol KCN volume total

= 6 × 10–10 ×

L = 0,005 mol

× VHC 200 1.000

pH larutan sebelum penambahan (campuran larutan HCN dan KOH) n HCN = MHCN × VHCN

b.

10 mmol 20 mmol

= 3 × 10–10 pH = –log [H+] = –log (3 × 10–10) = 10 – log 3 = 9,52 Jadi, pH larutan sebelum penambahan (campuran larutan HCN dan KOH) adalah 9,52. pH larutan setelah penambahan 10 mL larutan HBr 0,2 M nHBr = MHBr × VHBr = 0,2 M × 10 mL = 2 mmol KCN(aq) → K+(aq) + CN–(aq) [CN–]garam = [KCN] mol CN– = mol KCN = 20 mmol HBr(aq) → H+(aq) + Br–(aq) [H+] = [HBr] mol H+ = mol HBr = 2 mmol

= 1,05 × 10–4 Kimia Kelas XI

63

Pada saat larutan penyangga ditambahkan 10 mL larutan HBr 0,2 M, larutan HBr akan terionisasi secara sempurna menghasilkan ion H+ dan ion Br–. Ion H+ yang dihasilkan tersebut akan dinetralkan oleh ion CN– dari garam sehingga konsentrasi ion CN– dalam larutan akan berkurang dan konsentrasi HCN bertambah. Berikut reaksinya.

HCN(aq) + OH–(aq) → CN–(aq) + H2O(A) Mula-mula: 10 mmol 4 mmol 20 mmol – Reaksi : 4 mmol 4 mmol 4 mmol 4 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 6 mmol – 24 mmol 4 mmol

[H+] = Ka ×

CN–(aq) + H+(aq) → HCN(aq)

= Ka ×

Mula-mula: 20 mmol 2 mmol 10 mmol Reaksi : 2 mmol 2 mmol 2 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 18 mmol – 12 mmol

[H+] = Ka × = Ka ×

= 6 × 10–10 ×

volume total

10–10

=4× pH = –log [H+] = –log (4 × 10–10) = 10 – log 4 = 9,40 Jadi, pH setelah penambahan 10 mL larutan HBr 0,2 M adalah 9,40. c.

pH larutan setelah penambahan 10 mL larutan NaOH 0,4 M nNaOH = MNaOH × VNaOH = 0,4 M × 10 mL = 4 mmol

d.

pH larutan setelah penambahan 1 L air (pengenceran) Sebelum ditambahkan air, volume larutan = 150 mL + 100 mL = 250 mL Volume setelah penambahan 1 L air (pengenceran) = 1000 mL + 250 mL = 1.250 mL [HCN] = =

nHCN (sisa reaksi a) volume larutan 10 mmol 1.250 mL

= 8 × 10–3 M [KCN] =

nKCN (sisa reaksi a) volume larutan 20 mmol 1.250 mL

NaOH(aq) → Na+(aq) + OH–(aq)

=

[OH–]garam = [NaOH]

= 1,6 × 10–2 M

mol OH– = mol NaOH = 4 mmol Pada saat larutan penyangga ditambahkan 10 mL larutan NaOH 0,4 M, larutan NaOH akan terionisasi secara sempurna menghasilkan ion Na+ dan ion OH–. Ion OH– yang dihasilkan tersebut akan dinetralkan oleh HCN sehingga konsentrasi HCN dalam larutan akan berkurang dan konsentrasi CN– bertambah. Berikut reaksinya.

64

6 mmol 24 mmol

= 1,5 × 10–10 pH = –log [H+] = –log (1,5 × 10–10) = 10 – log 1,5 = 9,82 Jadi, pH setelah penambahan 10 mL larutan NaOH 0,4 M adalah 9,82.

mol HCN volume total mol CN−

12 mmol 18 mmol

mol HCN volume total mol CN− volume total

[HCN] [CN− ]garam

= 6 × 10–10 ×

[HCN] [CN− ]garam


[H+] = Ka × = Ka ×

[HCN] [CN− ]garam [HCN] [KCN]

= 6 × 10–10 ×

8 × 10 −3 1,6 × 10 −2

= 3 × 10–10 pH = –log [H+] = –log (3 × 10–10) = 10 – log 3 = 9,52 Jadi, pH larutan setelah penambahan 1 L air adalah 9,52.

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menentukan konsentrasi/kadar asam atau basa berdasarkan data hasil titrasi asam-basa dan 2. menganalisis kurva titrasi asam-basa. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. menghargai reaksi antara larutan asam dengan basa sebagai salah satu karunia Tuhan Yang Maha Esa dan mensyukurinya dengan memanfaatkan secara bijaksana; 2. berperilaku teliti, tekun, dan kritis dalam mengumpulkan informasi mengenai titrasi asam-basa; 3. menunjukkan perilaku kerja sama, saling menghargai, santun, serta peduli lingkungan dalam berdiskusi dan mengerjakan praktikum di laboratorium.

Titrasi Asam-Basa

Mempelajari

Titrasi Asam-Basa

Mencakup

• •

Stoikiometri Titrasi Asam-Basa Kurva Titrasi Asam-Basa

Mampu

• • • • • • • • •

Menjelaskan metode titrasi asam-basa dan kegunaannya. Menentukan konsentrasi dan kemurnian suatu zat melalui titrasi asam-basa. Mendeskripsikan kurva titrasi asam-basa dan menentukan titik ekuivalen serta titik akhir titrasi. Menyajikan hasil percobaan titrasi asam-basa. Menganalisis kurva titrasi asam-basa berdasarkan data percobaan. Menyajikan hasil uji alkalinitas air dari berbagai sumber. Mensyukuri adanya reaksi netralisasi yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Bersikap kritis, tekun, teliti, dan jujur dalam melakukan percobaan. Menjunjung tinggi sikap kerja sama, saling menghargai, dan santun dalam berdiskusi.

Kimia Kelas XI

65

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e Titrat merupakan zat yang akan dititrasi dan berada dalam labu Erlenmeyer. Zat yang berfungsi sebagai titrat adalah larutan amonium hidroksida. Adapun asam klorida merupakan titran atau titer yaitu larutan baku yang berada dalam buret. Metil merah berfungsi sebagai indikator. Air dan amonium klorida merupakan hasil dari reaksi asam-basa yang terjadi. 2. Jawaban: a Indikator biasanya bersifat asam lemah. Apabila indikator yang ditambahkan ke dalam larutan titrat terlalu banyak, akan memengaruhi pH larutan. Hal ini akan mengakibatkan hasil titrasi menjadi tidak tepat. Oleh karena itu, penambahan indikator ke dalam larutan harus sedikit mungkin agar tidak mengubah pH larutan. 3. Jawaban: d Indikator fenolftalein tidak sesuai jika digunakan sebagai indikator dalam titrasi antara basa lemah dengan asam kuat karena titik ekuivalen titrasi terjadi pada pH di bawah 7. Sementara itu, trayek fenolftalein berada pada pH antara 8,2–10,2. Oleh karena itu, fenolftalein akan menunjukkan perubahan warna jauh sebelum titik ekuivalen tercapai. 4. Jawaban: d Titrasi antara larutan asam asetat dengan larutan kalium hidroksida merupakan titrasi antara asam lemah dengan basa kuat. Titik ekuivalen titrasi tersebut terjadi pada pH > 7. Trayek pH metil jingga adalah 3,1–4,4, metil merah 4,2–6,3, timol biru 1,2–2,8, dan bromtimol biru 6,0–7,6. Jika menggunakan indikator-indikator tersebut, larutan akan berubah warna jauh sebelum titik ekuivalen. Indikator yang sesuai adalah kresol ungu dengan trayek 7,6–9,2. 5. Jawaban: c Volume rata-rata Ca(OH)2 =

(15 + 16 + 14) mL 3

= 15 mL VHCl = 10 mL MCa(OH) = 0,1 M 2 (V × M × n)HCl = (V × M × n)Ca(OH) 2 10 mL × MHCl × 1 = 15 mL × 0,1 M × 2 3 mmol

MHCl = 10 mL = 0,3 M Jadi, konsentrasi HCl sebesar 0,3 M.

6. Jawaban: e Volume KOH yang diperlukan untuk titrasi = 30 mL (V × M × n)HCOOH = (V × M × n)KOH (20 mL × M × 1)HCOOH = 30 mL × 0,2 M × 1 20 mL × MHCOOH = 6 mmol MHCOOH = 0,30 M Jadi, konsentrasi HCOOH adalah 0,30 M. 7. Jawaban: a H2C2O4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2C2O4(aq) + 2H2O(A) VH C O = 25 mL 2 2 4 VNaOH = 10 mL MNaOH = 0,01 M (V × M × n)H C O = (V × M × n)NaOH 2 2 4 25 mL × MH C O × 2 = 10 mL × 0,01 M × 1 2 2 4 50 mL × MH C O = 0,1 mmol 2 2 4 MH C O = 0,002 M 2 2 4

[H+] =

Titrasi Asam-Basa

=

K a × MH2C2O4

=

5 × 10−2 × 0,002

= 1× 10−4 = 1 × 10–2 pH = –log [H+] = –log (1 × 10–2) = 2 – log 1 Jadi, pH larutan H2C2O4 mula-mula adalah 2 – log 1. 8. Jawaban: b Massa cuplikan = 0,5 gram VHCl = 25 mL MHCl = 0,1 M Mol ekuivalen HCl = mol ekuivalen NaOH (V × M × n)HCl = (V × M × n)NaOH 25 mL × 0,1 M × 1 = mol NaOH × 1 mol NaOH = 2,5 mmol = 2,5 × 10–3 mol Massa NaOH = mol NaOH × Mr NaOH = 2,5 × 10–3 mol × 40 g mol–1 = 0,1 gram Kadar NaOH = =

massa NaOH massa cuplikan 0,1 gram 0,5 gram

× 100%

× 100%

= 20% Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan adalah 20%. 9. Jawaban: c Massa L(OH)2 = 0,58 gram VH SO = 100 mL 2 4 MH SO = 0,1 M 2

66

K a × Ma

4

Mol ekuivalen L(OH)2 = mol ekuivalen H2SO4 (V × M × n)L(OH) = (V × M × n)H SO 2 2 4 mol L(OH)2 × 2 = 100 mL × 0,1 M × 2 mol L(OH)2 = 10 mmol = 0,01 mol mol L(OH)2 = 0,01 mol = Mr L(OH)2 =

massa L(OH)2 M r L(OH)2

2

4,5 mmol

0,58 g M r L(OH)2

0,58 g 0,01 mol

= 58 g mol–1

Mr L(OH)2 = Ar L + (2 × Ar O) + (2 × Ar H) 58 = Ar L + (2 × 16) + (2 × 1) Ar L = 58 – 32 – 2 = 24 g mol–1 Jadi, massa atom relatif logam L adalah 24 g mol–1. 10. Jawaban: c mol AgNO3 = VAgNO × MAgNO 3 3 = 15 mL × 0,2 M = 3 mmol mol HCl = VHCl × MHCl = 20 mL × 0,2 M = 4 mmol AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq) Mula-mula : 3 mmol 4 mmol – – Reaksi : 3 mmol 3 mmol 3 mmol 3 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 1 mmol 3 mmol 3 mmol

Kelebihan HCl dinetralkan dengan larutan NaOH 0,1 M. HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(A) Mol ekuivalen NaOH = mol ekuivalen HCl (V × M × n)HCl = (V × M × n)NaOH 1 mmol × 1 = VNaOH × 0,1 M × 1 VNaOH =

1 mmol 0,1 M

2. MH PO = 0,05 M 3 4 VH PO = 30 mL 3 4 VCa(OH) = 50 mL 2 (V × M × n)Ca(OH) = (V × M × n)H PO 2 3 4 50 mL × MCa(OH) × 2 = 30 mL × 0,05 M × 3 MCa(OH) = 100 mL = 0,045 M 2 mol Ca(OH)2 = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 = 0,045 M × 50 mL = 2,25 mmol = 2,25 × 10–3 mol Massa Ca(OH)2 = mol Ca(OH)2 × Mr Ca(OH)2 = 2,25 × 10–3 mol × 74 g mol–1 = 0,1665 gram Jadi, massa Ca(OH)2 yang terdapat dalam larutan sebanyak 0,1665 gram. 3. Tentukan volume masing-masing titran yang diperlukan dalam titrasi berikut, lalu buatlah grafik titrasi asam-basanya! a. Sebanyak 25 mL H 2CO 3 0,03 M dititrasi dengan NaOH 0,05 M. b. Sebanyak 20 mL NH4OH 0,15 M dititrasi dengan HCl 0,12 M. Jawaban: a. (V × N)H CO = (V × N)NaOH 2 3 (V × M × n)H CO = (V × M × n)NaOH 2 3 25 mL × 0,03 M × 2 = VNaOH × 0,05 M × 1 VNaOH =

= 30 mL

Jadi, volume larutan NaOH 0,05 M yang diperlukan sebanyak 30 mL. Titik ekuivalen terjadi saat volume NaOH sebanyak 30 mL dengan pH > 7.

= 10 mL

pH

Jadi, volume NaOH 0,1 M yang diperlukan untuk menetralkan kelebihan larutan HCl sebanyak 10 mL. B. Uraian 1. Standarisasi larutan natrium hidroksida (NaOH) sebelum digunakan untuk menitrasi bertujuan mengetahui konsentrasi natrium hidroksida yang sebenarnya. Larutan NaOH merupakan larutan yang bersifat higroskopis dan mudah bereaksi dengan karbon dioksida di udara sehingga selama disimpan konsentrasi larutan NaOH dapat berubah. Oleh karena itu, larutan NaOH harus distandardisasi dengan cara dititrasi menggunakan larutan standard primer, misal larutan asam oksalat.

1,5 mmol 0,05 M

pH titik ekuivalen ± 8

8 7

Volume NaOH 0,05 M

b.

30

mL

(V × N )NH OH = (V × N)HCl 4 (V × M × n)NH OH = (V × M × n)HCl 4 20 mL × 0,15 M × 1 = VHCl × 0,12 M × 1 VHCl =

3 mmol 0,12 M

= 25 mL

Kimia Kelas XI

67

Jadi, volume larutan HCl 0,12 M yang diperlukan sebanyak 25 mL. Titik ekuivalen terjadi saat volume HCl sebanyak 25 mL dengan pH < 7. pH

massa C6H5COOH = mol C6H5COOH × Mr C6H5COOH = 0,025 mol × 122 g mol–1 = 3,05 gram kadar C6H5COOH = =

7 pH titik ekuivalen < 7

Volume HCl 0,12 M

mL

25

4. Pada saat titrasi: MNaOH = 0,05 M VNaOH = 10 mL VC H COOH = 20 mL 6 5 (V × M × n)C H COOH = (V × M × n)NaOH 6 5 20 mL × MC H COOH × 1 = 10 mL × 0,05 M × 1 6 5

MC

6H5COOH

=

0,5 mmol 20 mL

= 0,025 M

MC H COOH dalam 20 mL larutan = MC H COOH 6 5 6 5 dalam 100 mL larutan = 0,025 M Pengenceran: V1 = 25 mL V2 = 100 mL M2 = 0,025 M V1 × M1 = V2 × M2 25 mL × M1 = 100 mL × 0,025 M M1 =

2,5 mmol 25 mL

= 0,1 M

MC H COOH dalam 25 mL larutan = MC H COOH 6 5 6 5 dalam 250 mL larutan = 0,1 M mol C6H5COOH = MC H COOH × VC H COOH 6 5 6 5 = 0,1 M × 250 mL = 25 mmol = 0,025 mol

68

Titrasi Asam-Basa

massa C6H5COOH massa cuplikan 3,05 g 5g

× 100%

× 100%

= 61% Jadi, kadar asam benzoat dalam cuplikan sebesar 61%. 5. Volume sampel = 50 mL Volume H2SO4 = 14 mL MH SO = 0,02 M 2

4

Mr CaCO3 = 50 g mol–1 CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2 Mol CaCO3 = mol H2SO4 = (V × M )H SO 2 4 = 14 mL × 0,02 M = 0,28 mmol = 2,8 × 10–4 mol Massa CaCO3 dalam 50 mL sampel = mol CaCO3 × Mr CaCO3 = 2,8 × 10–4 mol × 100 g mol–1 = 2,8 × 10–2 gram = 28 mg ppm CaCO3 dalam sampel = =

massa CaCO 3 (mg) volume (L) 28 mg 0,05 L

= 560 mg L–1 = 560 ppm Jadi, alkalinitas air dalam sampel sebesar 560 ppm.

A. Pilihan Ganda

4. Jawaban: d

1. Jawaban: a Pada titrasi asam lemah dengan basa kuat, sebelum titrasi dilakukan pH larutan merupakan pH larutan asam lemah (pH < 7). Saat titrasi mulai dilakukan dan sebelum mencapai titik ekuivalen, sebagian larutan asam lemah bereaksi dengan larutan basa kuat membentuk garam dan air. Pada keadaan ini terbentuk larutan penyangga asam yaitu sisa asam lemah dengan garamnya. Pada saat titik ekuivalen tercapai, semua larutan asam lemah habis bereaksi dengan larutan basa kuat membentuk garam dan air. Garam tersebut terhidrolisis sebagian dan bersifat basa sehingga pH larutan pada titik ekuivalen lebih besar dari 7. Setelah titik ekuivalen, larutan bersifat basa (pH > 7) karena terdapat kelebihan ion OH–. 2. Jawaban: a Reaksi netralisasi merupakan reaksi antara asam dengan basa yang menghasilkan air dan garam. HCl (asam klorida) merupakan asam kuat yang dapat dinetralkan dengan basa lemah maupun basa kuat, misalnya KOH, NaOH, dan Ba(OH)2. Larutan akan menjadi netral jika mol ekuivalen asam sama dengan mol ekuivalen basa. HNO3 dan HClO4 termasuk asam sehingga tidak dapat digunakan untuk menetralkan HCl. 1) mol ekuivalen HCl = V × M × n = 50 mL × 0,03 M × 1 = 1,5 mmol 2) mol ekuivalen KOH = V × M × n = 15 mL × 0,1 M × 1 = 1,5 mmol 3) mol ekuivalen NaOH = V × M × n = 10 mL × 0,2 M × 1 = 2 mmol 4) mol ekuivalen Ca(OH)2 = V × M × n = 5 mL × 0,2 M × 2 = 2 mmol Jadi, 50 mL larutan HCl 0,03 M dapat dinetralkan oleh 15 mL larutan KOH 0,1 M. 3. Jawaban: c MHX = 0,2 M VHX = 20 mL VLOH = 10 mL (V × M × n)LOH = (V × M × n)HX 10 mL × MLOH × 1 = 20 mL × 0,2 M × 1 4 mmol

VHCl rata-rata =

⎛ 20 + 20 + 20 ⎞ ⎜ ⎟ 3 ⎝ ⎠

VBa(OH) rata-rata = 2

mL = 20 mL

⎛ 12 + 13 + 14 ⎞ ⎜ ⎟ 3 ⎝ ⎠

mL = 13 mL

MBa(OH) = 0,1 M 2 (V × M × n)HCl = (V × M × n)Ba(OH) 2 20 mL × MHCl × 1 = 13 mL × 0,1 M × 2 MHCl = 0,130 M Jadi, konsentrasi larutan HCl adalah 0,130 M. 5. Jawaban: c MKOH = 0,1 M VKOH = 25 mL VHCl = 20 mL (V × M × n)HCl = (V × M × n)KOH 20 mL × MHCl × 1 = 25 mL × 0,1 M × 1 MHCl =

2,5 mmol 20 mL

= 0,125 M

mol HCl = MHCl × VHCl = 0,125 M × 20 mL = 2,5 mmol = 2,5 × 10–3 mol massa HCl = mol HCl × Mr HCl = 2,5 × 10–3 mol × 36,5 g mol–1 = 0,09125 gram = 91,25 mg Jadi, massa HCl yang terdapat dalam 20 mL larutan sebanyak 91,25 mg. 6. Jawaban: a VCH COOH = 10 mL 3 VNaOH = 40 mL MNaOH = 0,1 M (V × M × n)CH COOH = (V × M × n)NaOH 3 10 mL × MCH COOH × 1 = 40 mL × 0,1 M × 1 3

MCH

4 mmol

= 10 mL = 0,4 M mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 = 0,4 M × 10 mL = 4 mmol = 0,004 mol Massa CH3COOH dalam 10 mL larutan asam cuka = mol CH3COOH × Mr CH3COOH = 0,004 mol × 60 g mol–1 = 0,24 gram 3COOH

MLOH = 10 mL = 0,4 M Jadi, konsentrasi larutan LOH sebesar 0,4 M. Kimia Kelas XI

69

massa NaOH = mol NaOH × Mr NaOH = 2 × 10–3 mol × 40 g mol–1 = 0,08 gram

Massa 10 mL larutan asam cuka =ρ×V = 950 g L–1 × 10 mL = 950 g L–1 × 0,01 L = 9,5 gram kadar asam cuka = =

massa CH3COOH massa larutan 0,24 9,5

kadar NaOH = × 100%

× 100%

= 2,53% Jadi, kadar asam cuka sebesar 2,53%. 7. Jawaban: b Titik ekuivalen pada titrasi larutan HNO3 0,1 M (asam kuat) dengan larutan KOH 0,1 M (basa kuat) terjadi pada pH = 7. Indikator yang tepat untuk menunjukkan titik ekuivalen tersebut adalah bromtimol biru karena pH titik ekuivalen berada pada kisaran pH bromtimol biru (6,0 – 7,6). 8. Jawaban: d Pada awal titrasi pH larutan merupakan pH larutan titrat yaitu CH3COOH (pH < 7). Ketika larutan NaOH mulai ditambahkan, sebagian larutan CH 3 COOH bereaksi dengan larutan NaOH membentuk garam CH3COONa. Oleh karena di dalam titrat terdapat garam CH 3COONa dan larutan CH3COOH maka pH larutan merupakan pH larutan buffer. pH buffer ditandai dengan pH larutan yang tidak berubah dengan penambahan sedikit titran. pH buffer ditunjukkan pada daerah kurva V. Pada daerah titik ekuivalen, semua larutan CH3COOH habis bereaksi dengan larutan NaOH membentuk garam CH3COONa dan air. Garam tersebut terhidrolisis sebagian dan bersifat basa sehingga pH titik ekuivalen lebih dari 7. Setelah titik ekuivalen (daerah Y), pH larutan ditentukan oleh konsentrasi ion OH– dari larutan NaOH yang ditambahkan. 9. Jawaban: b VNaOH = 25 mL MHCl = 0,1 M VHCl rata-rata =

⎛ 19 mL + 21 mL + 20 mL ⎞ ⎜ ⎟ 3 ⎝ ⎠

= 20 mL

2 mmol

MNaOH = 25 mL = 0,08 M mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,08 M × 25 mL = 2 mmol = 2 × 10–3 mol

Titrasi Asam-Basa

0,08 gram 2 gram

× 100%

× 100%

= 4% Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan sebesar 4%. 10. Jawaban: c mol KOH = MKOH × VKOH = 0,25 M × 200 mL = 50 mmol Misal: mol HCl = y mmol Gas HCl habis bereaksi dengan larutan KOH. HCl + KOH → KCl + H2O Mula-mula : y 50 – – Reaksi : y y y y ––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 50 – y y y Sisa larutan KOH dapat dinetralkan oleh 50 mL larutan H2SO4 0,4 M. VH SO = 50 mL 2 4 MH SO = 0,4 M 2 4 Mol KOH = (50 – y) mmol (V × M × n)KOH = (V × M × n)H SO 4 2 (mol × n)KOH = (V × M × n)H SO 2 4 (50 – y) mmol × 1 = 50 mL × 0,4 M × 2 50 – y = 40 y = 50 – 40 = 10 mmol = 0,01 mol VHCl = mol HCl × 22,4 L mol–1 = 0,01 mol × 22,4 L mol–1 = 0,224 L = 224 mL Jadi, nilai x adalah 224 mL. 11. Jawaban: a Massa KOH = 2,8 gram MKOH =

(V × M × n)NaOH = (V × M × n)HCl 25 mL × MNaOH × 1 = 20 mL × 0,1 M × 1

70

=

massa NaOH massa cuplikan

=

Massa KOH 1.000 × V M r KOH 2,8 g 1.000 × 500 mL 56 g mol−1

= 0,1 M VHCl = 20 mL VKOH = 25 mL (V × M × n)KOH = (V × M × n)HCl 25 mL × 0,1 M × 1 = 20 mL × MHCl × 1 MHCl =

2,5 mmol 20 mL

= 0,125 M

Jadi, konsentrasi HCl yang digunakan untuk menetralkan 25 mL KOH sebesar 0,125 M.

12. Jawaban: a VHCl = 20 mL pH HCl = 2 – log 5 –log [H+] = –log 5 × 10–2 [H+] = 5 × 10–2 [H+] = MHCl × valensi 5 × 10–2 = MHCl × 1 MHCl = 5 × 10–2 M = 0,05 M pH KOH = 13 + log 2 pOH = 14 – (13 + log 2) pOH = 1 – log 2 –log [OH–] = –log 2 × 10–1 [OH–] = 2 × 10–1 [OH–] = MKOH × valensi 2 × 10–1 = MKOH × 1 MKOH = 2 × 10–2 M = 0,2 M (V × M × n)HCl = (V × M × n)KOH 20 mL × 0,05 M × 1 = VKOH × 0,2 M × 1 VKOH =

1 mmol 0,2 M

= 5 mL

Jadi, volume KOH yang diperlukan sebanyak 5 mL. 13. Jawaban: b VHCl = 300 mL Massa Ba(OH)2 = 5,13 gram mol Ba(OH)2 = =

massa Ba(OH)2 M r Ba(OH)2

= 0,03 mol = 30 mmol pH larutan pada akhir reaksi sama dengan 7, artinya larutan HCl habis bereaksi dengan Ba(OH)2 (terjadi reaksi penetralan). (V × M × n)HCl = (V × M × n)Ba(OH) 2 (V × M × n)HCl = mol Ba(OH)2 × n 300 mL × MHCl × 1 = 30 mmol × 2 60 mmol

MHCl = 300 mL = 0,2 M pH larutan HCl mula-mula: [H+] = MHCl = 2 × 10–1 M pH = –log [H+] = –log (2 × 10–1) = 1 – log 2 Jadi, pH larutan sebelum titrasi adalah 1 – log 2.

2

= 50 mL × 0,01 M = 0,5 mmol Mol HCl = VHCl × MHCl = 50 mL × 0,01 M = 0,5 mmol

Vtotal = VCa(OH) + VHCl 2

= (50 + 50) mL = 100 mL MCa(OH) = 2

=

mol sisa Ca(OH)2 Vtotal

0,25 mmol 100 mL

= 2,5 × 10–3 M [OH–] = MCa(OH) × valensi 2

= 2,5 × 10–3 × 2 = 5 × 10–3 M pOH = –log [OH–] = –log (5 × 10–3) = 3 – log 5 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 5) = 11 + log 5 Jadi, pH larutan campuran tersebut sebesar 11 + log 5. 15. Jawaban: c Ba(OH)2(aq) + H2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2H2O(A) Massa BaSO4 = 1,165 gram

5,13 g 171 g mol−1

14. Jawaban: e Mol Ca(OH)2 = VCa(OH) × M(Ca(OH)

Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + 2H2O(A) Mula-mula : 0,5 0,5 – – Reaksi : 0,25 0,5 0,25 0,5 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,25 – 0,25 0,5

mol BaSO4 = =

1,165 g 233 g mol−1

= 0,005 mol Berdasarkan persamaan reaksi di atas: Mol Ba(OH)2 = mol H2SO4 = mol BaSO4 = 0,005 mol mol Ba(OH)2 mol H2SO 4

M Ba(OH)2 × VBa(OH)2 M H2 SO4 × VH2 SO4 0,05 × VBa(OH)2 0,1× VH2 SO4 VBa(OH)2

2

massa BaSO 4 M r BaSO 4

VH2 SO4 VBa(OH)2 VH2 SO4

=

0,005 mol 0,005 mol

=

1 1

=

1 1

=

0,1 0,05

=

2 1

Jadi, perbandingan volume larutan Ba(OH)2 0,05 M dengan larutan H2SO4 0,1 M adalah 2 : 1.

Kimia Kelas XI

71

16. Jawaban: e Titik ekuivalen terjadi jika mol ekuivalen asam sama dengan mol ekuivalen basa. Mol ekuivalen HCl = VHCl × MHCl × n = 20 mL × 0,30 M × 1 = 6 mmol 1) Mol ekuivalen NaOH = VNaOH × MNaOH × n = 4 mL × 0,20 M × 1 = 0,8 mmol 2) Mol ekuivalen NaOH = VNaOH × MNaOH × n = 8 mL × 0,20 M × 1 = 1,6 mmol 3) Mol ekuivalen NaOH = VNaOH × MNaOH × n = 15 mL × 0,20 M × 1 = 3 mmol 4) Mol ekuivalen NaOH = VNaOH × MNaOH × n = 25 mL × 0,20 M × 1 = 5 mmol 5) Mol ekuivalen NaOH = VNaOH × MNaOH × n = 30 mL × 0,20 M × 1 = 6 mmol Jadi, pada data 5) terjadi titik ekuivalen. 17. Jawaban: d VHCl = 8 mL pH = 2 – log 3 → pH = –log [H+] [H+] = 3 × 10–2 + HCl(aq) → H (aq) + Cl–(aq) [HCl] = [H+] = 3 × 10–2 M = 0,03 M Mr C3H5(OH)3 = 92 g mol–1 (V × M × n)C H (OH) = (V × M × n)HCl 3 5 3 mol C3H5(OH)3 × n = (V × M × n)HCl mol C3H5(OH)3 × 3 = 8 mL × 0,03 M × 1 mol CH3H5(OH)3 =

0,24 mol 3

= 0,08 mmol

massa C3H5(OH)3 = mol C3H5(OH)3 × Mr C3H5(OH)3 = 0,08 mmol × 92 g mol–1 = 7,36 mg Jadi, massa gliserol adalah 7,36 mg. 18. Jawaban: d Larutan HCl: pH HCl = 1 pH = –log [H+] 1 = –log [H+] + [H ] = 10–1 M = 0,1 M HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) [HCl] = [H+] = 0,1 M Misal: VHCl = V mL Mol HCl = MHCl × VHCl = 0,1 M × V mL = 0,1V mmol Larutan Ca(OH)2: VCa(OH) = 50 mL 2

72

Titrasi Asam-Basa

pH Ca(OH)2 = 13 pOH = 14 – pH = 14 – 13 = 1 pOH = –log [OH–] 1 = –log [OH–] [OH–] = 10–1 M = 0,1 M Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH–(aq) [Ca(OH)2] =

1 2

× [OH–] =

1 2

× 0,1 M = 0,05 M

Mol Ca(OH)2 = MCa(OH) × VCa(OH) 2 2 = 0,05 M × 50 mL = 2,5 mmol pH campuran = 12 + log 5 (di dalam campuran terdapat kelebihan basa atau Ca(OH)2) pOH = 14 – pH = 14 – (12 + log 5) = 2 – log 5 pOH = –log [OH–] 2 – log 5 = –log [OH–] [OH–] = 5 × 10–2 M = 0,05 M Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + 2H2O(A) Mula-mula : 2,5 0,1V – – Reaksi : 0,05V 0,1V 0,1V 0,2V –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : (2,5 – 0,05V) – 0,1V 0,2V

[Ca(OH)2] =

mol Ca(OH)2 volume total

=

(2,5 − 0,05V ) mmol 50 mL + V mL

=

⎛ 2,5 − 0,05V ⎞ ⎜ 50 + V ⎟ ⎝ ⎠

M

[OH–] = [Ca(OH)2] × valensi 5 100 5 100

=

⎛ 2,5 − 0,05V ⎞ ⎜ 50 + V ⎟ ⎝ ⎠

×2

5 − 0,1V

= 50 + V 250 + 5V = 500 – 10V 15V = 250 250

V = 15 = 16,7 mL Jadi, volume larutan HCl yang ditambahkan sebanyak 16,7 mL. 19. Jawaban: c VHNO = 20 mL 2 MHNO = y M 2 mol HNO2 = MHNO × VHNO 2 2 = y M × 20 mL = 20y mmol mol KOH = MKOH × VKOH = 0,04 M × 40 mL = 1,6 mmol HNO2(aq) + KOH(aq) → KNO2(aq) + H2O(A) Mula-mula : 20y 1,6 – – Reaksi : 20y 20y 20y 20y –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 20y 20y

Berdasarkan persamaan reaksi tersebut: 1,6 – 20y = 0 20y = 1,6 y = MHNO = 2

1,6 20

(V × M × n)H

2C2O4·2H2O

= 0,08 M

pH awal sebelum titrasi = pH larutan HNO2 awal [H+] =

VH C O = 10 mL 2 2 4 VNaOH = 5 mL 10 mL × 0,05 M × 2 = 5 mL × MNaOH × 1 1 mmol = 5 mL × MNaOH 1 mmol

K a × M HNO2

MNaOH = 5 mL = 0,2 M

4,5 × 10−4 × 8 × 10−2

=

= (V × M × n)NaOH

= 36 × 10−6 = 6 × 10–3 pH = –log [H+] = –log (6 × 10–3) = 3 – log 6 pH pada titik ekuivalen: Pada saat titik ekuivalen terbentuk garam KNO2 yang akan terhidrolisis sebagian menghasilkan ion OH– (bersifat basa). mol KNO

2 [KNO2] = volume total

Konsentrasi NaOH sebesar 0,2 M. Reaksi dengan NaOH tepat mengubah H3PO4 menjadi HPO42–, berarti valensi H3PO4 = 2. H3PO4 → HPO42– + 2H+ Titik ekuivalen antara NaOH dengan H3PO4 saat berubah menjadi ion HPO42–: VNaOH = 15 mL MNaOH = 0,2 M VH PO = 20 mL 3

4

(V × M × n)NaOH = (V × M × n)H PO 3 4 15 mL × 0,2 M × 1 = 20 mL × MH PO × 2 3 4 3 mmol = 40 mL × MH PO

20 mL × 0,08 M

= 20 mL + 40 mL

3

= [OH–] = =

1,6 mmol 60 mL Kw Ka

–2

= 2,7 × 10

M

× [NO2− ]

10−14 4,5 × 10−4

× 2,7 × 10−2

= 6 × 10−13 = 7,7 × 10–7 pOH = –log [OH–] = –log (7,7 × 10–7) = 7 – log 7,7 pH = 14 – pOH = 14 – (7 – log 7,7) = 7 + log 7,7 = 7,8 Titik ekuivalen dapat ditunjukkan dengan indikator kresol merah karena pH titik ekuivalen berada dalam rentang pH kresol merah (7,2 – 8,0). pH setelah titik ekuivalen: Penambahan larutan KOH menyebabkan pH larutan naik. 20. Jawaban: b MH

2C2O4·

2H2O

=

Massa H2C2O 4 ·2H2O 1.000 × M r H2C2O 4 ·2H2O V

=

0,63 g × 1.000 100 126 g mol−1

= 0,05 M Oleh karena H2C2O4·2H2O dapat menetralkan NaOH maka mol ekuivalen H2C2O4·2H2O = mol ekuivalen NaOH.

MH

3PO4

=

3 mmol 40 mL

4

= 0,075 M

Jadi, konsentrasi larutan H3PO4 adalah 0,075 M. 21. Jawaban: b Massa R–COOH = 0,185 g = 185 mg VNaOH = 20 mL MNaOH = 0,125 M R–COOH(aq) + NaOH(aq) → R – COONa(aq) + H2O(A) Mol R–COOH = mol NaOH Mol R–COOH = 20 mL × 0,125 M Mol R–COOH = 2,5 mmol Mol R–COOH = 2,5 mmol =

Massa Mr 185 mg Mr

Mr = 74 g mol–1 Mr R–COOH = 74 g mol–1 Mr R + (Ar C + (2 · Ar O) + Ar H) = 74 Mr R + (12 + (2 × 16) + 1) = 74 Mr R + 45 = 74 Mr R = 29 R merupakan alkil yang mempunyai rumus umum CnH2n + 1. Jika Ar C = 12 g mol–1 dan Ar H = 1 g mol–1, untuk Mr sejumlah 29 g mol–1 maka R = C2H5. Jadi, asam organik yang dimaksud adalah C2H5COOH.

Kimia Kelas XI

73

22. Jawaban: c mol KOH = MKOH × VKOH = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol Vcampuran = 100 mL Misal: VCH COOH = y mL 3 VHI = (100 – y) mL Mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 = 0,2 M × y mL = 0,2y mmol Mol HI = MHI × VHI = 0,05 M × (100 – y) mL = (5 – 0,05y) mmol Titrasi larutan CH3COOH dengan larutan KOH: CH3COOH(aq) + KOH(aq) → CH3COOK(aq) + H2O(A) mol KOH = mol CH3COOH = 0,2y mmol Titrasi larutan HI dengan larutan KOH: HI(aq) + KOH(aq) → KI(aq) + H2O(A) Mol KOH = mol HI = 5 – 0,05y mmol Mol KOH = 10 mmol 0,2y mmol + (5 – 0,05y) mmol = 10 mmol 5 + 0,15y = 10 0,15y = 5 y = 33,3 mL Jadi, volume larutan CH3COOH 0,2 M = 33,3 mL dan volume larutan HI 0,05 M = 66,7 mL. 23. Jawaban: c MNaOH = 0,1 M VNaOH = 22 mL (V × M × n)C H O = (V × M × n)NaOH 9 8 4 mol C9H8O4 × n = (V × M × n)NaOH mol C9H8O4 × 1 = 22 mL × 0,1 M × 1 mol C9H8O4 = 2,2 mmol = 2,2 × 10–3 mol Massa C9H8O4 = mol C9H8O4 × Mr C9H8O4 = 2,2 × 10–3 mol × 180 g mol–1 = 0,396 g Jadi, massa aspirin yang terkandung dalam tablet tersebut adalah 0,396 g. 24. Jawaban: c Asam cuka merupakan asam lemah berbasa satu, sedangkan NaOH merupakan basa kuat berasam satu. Persamaan reaksi dalam titrasi tersebut sebagai berikut. CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A) Garam yang terbentuk tidak mengendap, tetapi tetap berupa larutan. Pada titik ekuivalen, semua larutan asam cuka habis bereaksi dengan larutan NaOH membentuk garam CH3COONa dan air.

74

Titrasi Asam-Basa

Garam yang terbentuk akan terhidrolisis sebagian menghasilkan ion OH– sehingga bersifat basa (pH titik ekuivalen > 7). Indikator yang dapat digunakan dalam titrasi adalah fenolftalein. Metil merah akan menunjukkan perubahan warna jauh sebelum titik ekuivalen tercapai. Pada proses titrasi konsentrasi NaOH yang digunakan harus diketahui karena digunakan untuk menentukan konsentrasi titrat. 25. Jawaban: d Mol ekuivalen H2SO4 = mol ekuivalen Ca(OH)2 (V × M × n)H SO = (V × M × n)Ca(OH) 2

4

2

50 mL × 0,02 M × 2 = 100 mL × MCa(OH) × 2 2 2 mmol = 200 mL × MCa(OH) 2

2 mmol

MCa(OH) = 200 mL = 0,01 M 2 Pengenceran: V1 × M1 = V2 × M2 20 mL × M1 = 100 mL × 0,01 M 1 mmol

M1 = 20 mL = 0,05 M Mol Ca(OH)2 dalam larutan awal =M×V = 0,05 M × 20 mL = 1 mmol Massa Ca(OH)2 dalam larutan awal = 1 mmol × 74 g mol–1 = 74 mg Jadi, massa Ca(OH) 2 dalam larutan awal sebanyak 74 mg. 26. Jawaban: c VH SO = 75 mL 2

4

pH H2SO4 = 3 – log 6 –log [H+] = –log 6 × 10–3 [H+] = 6 × 10–3 H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42+(aq) [H2SO4] =

[H+ ] 2

=

6 × 10 −3 M 2

= 3 × 10–3 M

Mol H2SO4 = VH SO × MH SO 2 4 2 4 = 75 mL × 3 × 10–3 M = 0,225 mmol VKOH = 75 ml pH KOH = 11 + log 4 pOH = 14 – (11 + log 4) pOH = 3 – log 4 –log [OH–] = –log 4 × 10–3 [OH–] = 4 × 10–3 KOH(aq) → K+(aq) + OH–(aq) [KOH] = [OH–] = 4 × 10–3 Mol KOH = VKOH × MKOH = 75 mL × 4 × 10–3 M = 0,3 mmol

H2SO4(aq) + 2KOH(aq) → K2SO4(aq) + 2H2O(A) Mula-mula : 0,225 0,3 – – Reaksi : 0,15 0,3 0,15 0,3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,075 – 0,15 0,3

Vtotal = VH

2SO4

+ VKOH

= (75 + 75) mL = 150 mL [H2SO4]sisa =

mol H2SO 4 sisa Vtotal

C2H5COOH(aq) + KOH(aq) → C2H5COOK(aq) + H2O(A) Mula-mula : 50y 0,245 – – Reaksi : 0,245 0,245 0,245 0,245 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,245 0,245

Berdasarkan reaksi di atas diperoleh: 50y – 0,245 = 0 y = 0,245 = 4,9 × 10–3 M 50

=

0,075 mmol 150 mL

= 5 × 10–4 M [H+] = [H2SO4] × valensi [H+] = 5 × 10–4 × 2 = 1 × 10–3 pH = –log [H+] = –log (1 × 10–3) =3 Jadi, pH larutan setelah penambahan 75 mL larutan H2SO4 sebesar 3. 27. Jawaban: c Titrasi dilakukan antara CH3COOH (asam lemah) dengan NaOH (basa kuat) dan antara HBr (asam kuat) dengan NaOH (basa kuat). Sebelum titrasi, pH larutan awal pada titrasi CH3COOH lebih besar daripada pH larutan awal pada titrasi HBr. Pada awal titrasi, mulai terbentuk garam yaitu CH3COONa dan NaBr. Akan tetapi, jumlah larutan asam masih banyak sehingga pH larutan belum berubah secara signifikan. Pada titik ekuivalen, mol ekuivalen asam sama dengan mol ekuivalen basa. Reaksi CH 3 COOH dengan NaOH menghasilkan garam yang bersifat basa (pH titik ekuivalen > 7), sedangkan reaksi HBr dengan NaOH menghasilkan garam yang bersifat netral (pH titik ekuivalen = 7). Oleh karena itu, pH larutan hasil titrasi CH3COOH lebih besar daripada hasil titrasi HBr (konsentrasi ion H + pada titrasi CH3COOH > konsentrasi ion H+ pada titrasi HBr). Setelah titik ekuivalen, penambahan NaOH menyebabkan konsentrasi ion OH– semakin besar (konsentrasi ion H+ semakin kecil) sehingga pH semakin besar. 28. Jawaban: d Pada titrasi 50 mL larutan asam propionat encer dengan 12,25 mL larutan KOH 0,02 M Mol KOH = VKOH × MKOH = 12,25 mL × 0,02 M = 0,245 mmol Misal: MC H COOH = y M 2 5 Mol C2H5COOH = VC H COOH × MC H COOH 2 5 2 5 = 50 mL × y M = 50y mmol

MC

2H5

MC

–3 M COOH = 4,9 × 10

2 H5 COOH

dalam 50 mL larutan = MC –3

2H 5COOH

dalam 100 mL larutan = 4,9 × 10 M. Pengenceran: V1 = 20 mL V2 = 100 mL M2 = 4,9 × 10–3 M V1 × M1 = V2 × M2 20 mL × M1 = 100 mL × 4,9 × 10–3 M M1 =

4,9 × 10−1 mmol 20 mL

= 2,45 × 10–2 M MC H COOH dalam 20 mL larutan = MC H COOH 2 5 2 5 dalam 250 mL larutan = 2,45 × 10–2 M. Dalam 250 mL larutan C2H5COOH: mol C2H5COOH = MC H COOH × VC H COOH 2 5 2 5 = 2,45 × 10–2 M × 250 mL = 6,125 mmol massa C2H5COOH = mol C2H5COOH × Mr C2H5COOH = 6,125 mmol × 74 g mol–1 = 453,25 mg = 0,45325 g kadar C2H5COOH =

massa C2H5COOH massa sampel

84% =

0,45325 g massa sampel

0,84 =

0,45325 g massa sampel

massa sampel =

× 100%

× 100%

0,45325 g 0,84

= 0,53958 g = 0,54 g Jadi, jumlah sampel larutan yang dilarutkan sebanyak 0,54 gram. 29. Jawaban: b CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(aq) + CO2(g) VHCl = 240 mL MHCl = 0,1 M

Kimia Kelas XI

75

Mol HCl = VHCl × MHCl = 240 mL × 0,1 M = 24 mmol

Jadi, jumlah molekul air pada setiap molekul kristal natrium karbonat adalah 10. B. Uraian

1

Mol CaCO3 = 2 × mol HCl =

1 2

× 24 mmol

= 12 mmol = 0,012 mol Massa CaCO3 = mol CaCO3 × Mr CaCO3 = 0,012 mol × 100 g mol–1 = 1,2 g Kadar CaCO3 dalam sampel =

1,2 g 4g

× 100%

= 30% Jadi, kadar CaCO3 dalam sampel sebesar 30%. 30. Jawaban: b Misal: Mr Na2CO3·xH2O = y g mol–1 Mol Na2CO3·xH2O =

1. Larutan HCOOH merupakan larutan asam lemah. Konsentrasi larutan dapat ditentukan dengan cara dititrasi dengan larutan basa kuat, misal NaOH. Sebelumnya, konsentrasi NaOH yang akan digunakan sudah diketahui. Indikator yang digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi dapat berupa fenolftalein. Titrasi dilakukan hingga larutan berubah warna menjadi merah muda secara konstan. Volume NaOH yang diperlukan dicatat dan digunakan untuk menentukan konsentrasi HCOOH sesuai persamaan: (V × N )HCOOH = (V × N )NaOH 2. a.

massa Na 2CO 3 ⋅ xH2O M r Na 2CO 3 ⋅ xH2O

=

14,3 g y g mol−1

=

14,3 mol y

Reaksi pelarutan kristal Na2CO3·xH2O dalam air: NaCO3·xH2O(s) + H2O(A) ⎯→ Na2CO3(aq) Mol Na2CO3 = mol Na2CO3·xH2O =

14,3 mol y

MOl HCl = VHCl × MHCl = 0,1 L × 1 M = 0,1 mol Reaksi penetralan antara Na2CO3 dengan HCl. Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2CO3(aq) m :

14,3 y

0,1

–

–

r : 0,05 0,1 0,1 0,05 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s : – – 0,1 0,05

Pada persamaan reaksi tersebut diperoleh: 14,3 y

– 0,05 = 0 14,3 y

= 0,05

y=

14,3 0,05

y = 286 g mol–1 Mr Na2CO3 · xH2O = 286 (2 × Ar Na) + (1 × Ar C) + (3 × Ar O) + (2x × Ar H) + (x × Ar O) = 286 (2 × 23) + (1 × 12) + (3 × 16) + (2x × 1) + (x × 16) = 286 106 + (2x) + (16x) = 286 18x = 180 x = 10

76

Titrasi Asam-Basa

b.

Kurva tersebut merupakan kurva titrasi larutan NH4OH dengan larutan HCl. Sebelum titrasi, pH larutan awal merupakan pH larutan NH4OH (basa lemah), sehingga pH larutan awal cukup tinggi (pH > 7). Selama titrasi, penambahan larutan HCl mengakibatkan jumlah ion OH– berkurang sedangkan jumlah ion H + bertambah sehingga pH larutan semakin turun. Pada titik ekuivalen, larutan NH4OH habis bereaksi dengan larutan HCl dan terbentuk garam yang bersifat asam sehingga pH titik ekuivalen kurang dari 7. VHCl = 20 mL MHCl = 0,01 M VNH OH = 10 mL 4 (V × M × n)HCl = (V × M × n)NH OH 4 20 mL × 0,01 M × 1 = 10 mL × MNH OH × 1 4 0,2 mmol = 10 mL × MNH OH 4

MNH

4OH

=

0,2 mmol 10 mL

= 0,02 M

Jadi, konsentrasi NH4OH = 0,02 M. 3. Vair danau = VH SO 2 4 = 1 × 106 m3 = 1 × 109 dm3 = 1 × 109 L pH H2SO4 = 4 pH = –log [H+] 4 = –log [H+] [H+] = 10–4 H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) [H2SO4] =

1 2

× [H+]

=

1 2

× 10–4 M

= 5 × 10–5 M

(V × M × n)Ca(OH) = (V × M × n)H SO 2 2 4 mol Ca(OH)2 × n = (V × M × n)H SO 2

4

mol Ca(OH)2 × 2 = 109 L × 5 × 10–5 M × 2 mol Ca(OH)2 = 5 × 104 mol Mr Ca(OH)2 = 74 g mol–1 Massa Ca(OH)2 = mol Ca(OH)2 x Mr Ca(OH)2 = 5 × 104 mol × 74 g mol–1 = 3,7 × 106 gram = 3,7 ton Jadi, massa kapur tohor yang diperlukan untuk menetralkan 1 juta m3 air danau adalah 3,7 ton. 4. Misal: Massa NaOH = x gram x 40

mol NaOH =

mol

Massa KOH = (9,6 – x) gram mol KOH =

9,6 − x 56

mol

Mol XOH = MXOH × VXOH = 0,4 M × 200 mL = 80 mmol = 0,08 mol Mr XOH =

=

x 40

mol

6. a.

mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 = 0,1 M × 30 mL = 3 mmol MNaOH = 0,2 M 1) pH sebelum titrasi (penambahan 0 mL larutan NaOH) pH awal titrasi = pH larutan CH3COOH [H+] = =

2)

KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(A) mol HCl = mol KOH = mol HCl =

x 40

mol +

9,6 − x 56

mol

mol

9,6 − x 56

2 10

=

x 40

2 10

=

1,4x + 9,6 − x 56

2 10

=

0,4x + 9,6 56

+

9,6 − x 56

MXOH =

10 mmol 25 mL

= 0,4 M

K a × M CH3COOH

10−5 × 0,1

= 10−6 = 10–3 pH = –log [H+] = –log (10–3) = 3 pH larutan saat penambahan 5 mL larutan NaOH mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,2 M × 5 mL = 1 mmol

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A) Mula-mula : 3 mmol 1 mmol – – Reaksi : 1 mmol 1 mmol 1 mmol 1 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 2 mmol – 1 mmol 1 mmol

Saat penambahan 5 mL larutan NaOH terdapat sisa CH3COOH (asam lemah) dan CH 3 COONa (garam) sehingga terbentuk larutan penyangga yang bersifat asam. Mol CH3COONa = 1 mmol

112 = 4x + 96 4x = 16 x=4 Massa NaOH = x = 4 gram Massa KOH = 9,6 – x = 9,6 – 4 = 5,6 gram Jadi, massa NaOH sebanyak 4 gram dan massa KOH sebanyak 5,6 gram. 5. Reaksi netralisasi: (V × M × n)XOH = (V × M × n)HCl 25 mL × MXOH × 1 = 20 mL × 0,5 M × 1 25 mL × MXOH = 10 mmol

3,2 g 0,08 mol

= 40 g mol–1 Jadi, Mr senyawa basa tersebut adalah 40 g mol–1.

mol HCl = MHCl × VHCl = 1 M × 200 mL = 200 mmol = 0,2 mol NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(A) mol HCl = mol NaOH =

Massa XOH mol XOH

[H+]= Ka ×

mol CH3COOH mol CH3COONa

= 10–5 ×

3)

2 mmol 1 mmol

= 2 × 10–5 pH = –log [H+] = –log (2 × 10–5) = 5 – log 2 pH larutan saat penambahan 15 mL larutan NaOH mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,2 M × 15 mL = 3 mmol

Kimia Kelas XI

77

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A) Mula-mula : 3 mmol 3 mmol – – Reaksi : 3 mmol 3 mmol 3 mmol 3 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 3 mmol 3 mmol

b.

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

Saat penambahan 15 mL larutan, CH 3 COOH habis bereaksi dengan NaOH (titik ekuivalen) membentuk garam CH 3 COONa dan air. Garam CH3COONa terhidrolisis sebagian dan menghasilkan ion OH–. [CH3COONa] = =

mol CH3COONa Vtotal

3 mmol 30 mL + 15 mol

= 6,7 × 10–2 M – [CH3COO ] = [CH3COONa] = 6,7 × 10–2 M Kw Ka

[OH–] =

× [CH3 COO − ]

10−14

=

10−5

× 6,7 × 10−2

= 67 × 10−12 = 8,2 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log (8,2 × 10–6) = 6 – log 8,2 pH = 14 – pH = 14 – (6 – log 8,2) = 8 + log 8,2 pH larutan saat penambahan 20 mL larutan NaOH mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,2 M × 20 mL = 4 mmol

4)

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(A) Mula-mula : 3 mmol 4 mmol – – Reaksi : 3 mmol 3 mmol 3 mmol 3 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa

:

–

1 mmol

[NaOH] =

mol NaOH Vtotal

=

1 mmol 30 mL + 20 mL

= 2 × 10–2 M pOH = –log [OH–] = –log (2 × 10–2) = 2 – log 2 pH = 14 – pH = 14 – (2 – log 2) = 12 + log 2

78

Titrasi Asam-Basa

3 mmol

3 mmol

Kurva titrasi 30 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan larutan NaOH 0,2 M.

Titik ekuivalen

5

10 15 20 25 30 35 Volume NaOH 0,2 M (mL)

7. VNH4OH awal = 5 mL Reaksi netralisasi 20 mL larutan NH4OH dengan 15 mL larutan HCl 0,1 M terjadi sebagai berikut. HCl(aq) + NH4OH(aq) ⎯→ NH4Cl(aq) + H2O(A) mol HCl = VHCl × MHCl = 15 mL × 0,1 M = 1,5 mmol mol NH4OH = mol HCl = 1,5 mmol MNH

4OH

=

mol NH4OH VNH4 OH

=

1,5 mmol 20 mol

= 0,075 M

MNH OH dalam 100 mL larutan = MNH OH dalam 4 4 20 mL larutan = 0,075 M. Konsentrasi NH 4OH dalam botol ditentukan dengan rumus pengenceran. V1 = 5 mL V2 = 100 mL M2 = 0,075 M V1 × M1 = V2 × M2 5 mL × M1 = 100 mL × 0,075 M M1 = 1,5 M MNH OH dalam 1 L larutan = MNH OH dalam 5 mL 4 4 larutan = 1,5 M. NH3(g) + H2O(A) → NH4OH(aq) mol NH4OH = MNH OH × VNH OH 4 4 = 1,5 M × 1 L = 1,5 mol Mol NH3 = mol NH4OH = 1,5 mol Volume NH3 = mol NH3 × 22,4 L mol–1 = 1,5 mol × 22,4 L mol–1 = 33,6 liter Jadi, volume gas NH3 yang dialirkan dalam air sebesar 33,6 L.

8. Mr CuSO4·xH2O = y g mol–1

Jumlah molekul air yang terdapat dalam setiap molekul kristal adalah 5. Jadi, rumus molekul kristal tersebut CuSO4·5H2O.

Massa CuSO 4 ·xH2O M r CuSO 4 ·xH2O

mol CuSO4·xH2O = =

12,5 g y g mol−1

=

12,5 y

9. Misal: mol Fe = x mmol mol HCl = MHCl × VHCl = 0,2 M × 50 mL = 10 mmol

mol

CuSO4·xH2O(s) + xH2O(A) → CuSO4(aq) mol CuSO4 = mol CuSO4·xH2O = mol CuSO4 V

MCuSO4 =

12,5 mol y

=

0,5 L

12,5 y

25 y

=

mol

= 100 mL × =

2.500 mmol y

Sisa

mol 2,5 mol y

=

mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,1 M × 300 mL = 30 mmol = 0,03 mol CuSO4(aq) + 2NaOH(aq) → Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq) m :

2,5 y

0,03

–

–

2,5

5

2,5

2,5

2,5 y

2,5 y

r : y y y y –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– s :

–

(0,03 –

5 y

)

Sisa larutan NaOH dinetralkan oleh 100 mL larutan HCl 0,1 M (V × M × n)NaOH = (V × M × n)HCl mol NaOH × n = (V × M × n)HCl (0,03 –

5 y

) mol × 1 = 100 mL × 0,1 M × 1

0,03 –

5 y

mol = 0,01 mol

0,03 –

5 y

Reaksi

2Fe(s) + 6HCl(aq) → 2FeCl3(s) + 3H2(g) x 10 – –

:

x

3x

3 x 2

x

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

M

mol CuSO4 dalam 100 mL larutan 25 y

Mula-mula :

:

–

10 – 3x

3 x 2

x

Kelebihan larutan HCl dititrasi dengan 16 mL larutan KOH 0,25 M. (V × M × n)HCl = (V × M × n)KOH mol HCl × n = (V × M × n)KOH (10 – 3x) mmol × 1 = 16 mL × 0,25 M × 1 (10 – 3x) mmol = 4 mmol 10 – 3x = 4 3x = 6 x = 2 mmol Mol Fe = 2 mmol Massa Fe = mol Fe × Ar Fe = 2 mmol × 56 mg mmol–1 = 112 mg = 0,112 g Kadar Fe = =

massa Fe massa cuplikan 0,112 g 2g

× 100%

× 100%

= 5,6% Jadi, kadar besi dalam cuplikan sebesar 5,6%. 10. Massa Na + massa Ca = 74,5 gram Misal massa Ca = x gram massa Na = (74,5 – x) gram x

mol Ca = 40 mol

= 0,01

0,02 = y=

mol Na =

5 y 5 0,02

= 250 g mol–1

Mr CuSO4·xH2O = 250 g mol–1 (1 × Ar Cu) + (1 × Ar S) + (4 × Ar O) + (2x × Ar H) + (x × Ar O) (1 × 63,5) + (1 × 32) + (4 × 16) + (2x) + (x × 16) 159,5 + (18x) 18x x

(74,5 − x ) 23

mol

Logam jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan basa dan gas H2. 1

Na(s) + H2O(A) ⎯→ NaOH(aq) + 2 H2(g) = 250 = 250 = 250 = 90,5 = 5,02 ≈ 5

(74,5 − x ) 23

mol

MNaOH =

mol NaOH Vair

(74,5 − x ) 23

~ =

74,5 − x 23

mol

0,5 L

=

mol 149 − 2x 23

M

Kimia Kelas XI

79

mol NaOH dalam 100 mL larutan =

149 − 2x 23

=

14,9 − 0,2x 23

Mol HCl = VHCl × MHCl = 140 mL × 5 M = 700 mmol = 0,7 mol

M × 0,1 L

14,9 − 0,2x 23

mol

NaOH + HCl ⎯→

NaCl

+ H2 O

14,9 − 0,2x 23

mol HCl = mol NaOH =

149 − 2x + 2,3x 230

mol

mol

x 40

~

MCa(OH) = 2

mol Ca(OH)2 Vair

=

x=

mol x mol 40

0,5 L

2x

x

= 40 M = 20 M

mol Ca(OH)2 dalam 100 mL larutan x

= 20 M × 0,1 L 0,1x

= 20 mol Ca(OH)2 + 2HCl ⎯→ CaCl2 + 2H2O mol HCl = 2 × mol Ca(OH)2 0,1x

= 2 × 20 mol 0,2x

= 20 mol 0,1x

= 10 mol

80

Titrasi Asam-Basa

= 0,7 mol

0,3x + 149 = 161 0,3x = 12

Ca(s) + 2H2O(A) ⎯→ Ca(OH)2(aq) + H2(g) x 40

0,1x

+ 10 = 0,7 mol

12 0,3

= 40 gram

a)

massa Ca = 40 gram massa Na = 34,5 gram

b)

Na(s) + H2O(A) → NaOH(aq) + 2 H2(g) 1,5 mol 1,5 mol 0,75 mol Ca(s) + 2H2O(A) → Ca(OH)2(aq) + H2(g) 1 mol 1 mol 1 mol Mol H2 total = 0,75 mol + 1 mol = 1,75 mol VH (STP) = mol H2 × 22,4 L mol–1 2 = 1,75 mol × 22,4 L mol–1 = 39,2 L Jadi, volume gas H2 yang dihasilkan sebanyak 39,2 L.

1

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e Sifat-sifat larutan basa sebagai berikut. 1) Rasanya pahit. 2) Bersifat kaustik (merusak kulit). 3) Terasa licin jika terkena kulit. 4) Mengubah kertas lakmus merah menjadi biru. 5) Apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion OH–. Dengan demikian, sifat larutan basa ditunjukkan oleh angka 2), 4), 5), dan 6). 2. Jawaban: d Menurut Bronsted-Lowry asam adalah zat yang bertindak sebagai pendonor proton, sedangkan basa adalah zat yang bertindak sebagai akseptor proton. Dari kelima opsi tersebut, zat yang bertindak sebagai asam maupun basa adalah HS–. HS– bertindak sebagai asam: HS– → S2– + H+ HS– betindak sebagai basa: HS– + H+ → H2S Sementara itu, H2C2O4, H2SO4, dan H3O+ bersifat asam sedangkan S2– bersifat basa. 3. Jawaban: b Pasangan asam-basa konjugasi dapat diartikan sebagai dua senyawa yang mempunyai susunan atom yang hampir sama tetapi mempunyai perbedaan satu atom H. Senyawa yang mempunyai jumlah atom H lebih banyak bertindak sebagai asam, sedangkan yang mempunyai jumlah atom H lebih sedikit bertindak sebagai basa. Pada kedua reaksi tersebut, yang bertindak sebagai asam-basa konjugasi sebagai berikut. HSO4–(aq) + CO32–(aq) U HCO3–(aq) + SO42–(aq) Asam

Basa

Asam konjugasi

Basa konjugasi

4. Jawaban: d Semakin besar harga Ka berarti semakin banyak ion H+ yang dihasilkan atau semakin kuat asam tersebut. Urutan kekuatan asam adalah HC > HD > HB > HA > HE.

5. Jawaban: c Larutan 1 PP

MJ MM BTB 4,4

6,06,2

7,6 8,3

6,2 < pH < 7,6 Larutan 2 MJ MM BTB

PP 4,4

6,2

7,6 8,3

7,6 < pH < 8,3 6. Jawaban: c Asam lemah pada soal tersebut bersifat diprotik atau mempunyai dua harga Ka. Secara teori, untuk menghitung nilai [H+] harus dihitung nilai [H+] dari Ka dan Ka , lalu dijumlahkan. Namun karena nilai 1

2

K a terlalu kecil sehingga dapat diabaikan. 2 Perhitungan pH selanjutnya hanya memperhatikan disosiasi pertama. [H+] = =

K a1 × [H 2 CO 3 ] 4,5 × 10 −7 × (0,02)

= 9 × 10 −9 = 3 × 10–4,5 pH = –log [H+] = –log 3 × 10–4,5 = 4,5 – log 3 Jadi, pH larutan asam karbonat sebesar 4,5 – log 3. 7. Jawaban: a Mr HNO3 = Ar H + Ar N + (3 × Ar O) = 1 + 14 + (3 × 16) = 63 g mol–1 M=

g Mr

×

3,15

1.000 V (mL)

1.000

= 63 × 1.000 = 0,05 M

Kimia Kelas XI

81

HNO3 merupakan asam kuat: [H+] = M × valensi asam = 0,05 × 1 = 0,05 pH = –log [H+] = –log 5 × 10–2 = 2 – log 5 Jadi, pH larutan sebesar 2 – log 5. 8. Jawaban: d Larutan Ba(OH) 2 merupakan basa kuat dan larutan HCl merupakan asam kuat. Ba(OH)2(aq) → Ba2+(aq) + 2OH–(aq) (valensi basa 2) pH = 12 pOH = 14 – 12 = 2 [OH–] = 10–2 [OH–] = M × valensi basa 10–2 = M × 2 M = 5 × 10–3 HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) (valensi asam 1) pH = 2 [H+] = 10–2 [H+] = M × valensi asam 10–2 = M × 1 M = 10–2 Mol Ba(OH)2 = M × V = 0,005 M × 600 mL = 3 mmol Mol HCl = M × V = 0,01 M × 100 mL = 1 mmol Ba(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(A) Mol mula-mula : 3 1 – – Mol bereaksi : 0,5 1 1 2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : 2,5 – 1 2

Tersisa basa kuat (Ba(OH)2 sehingga pH menggunakan rumus basa kuat. mol sisa basa Vtotal

2,5

= 700 = 3,6 × 10–3 M [OH–] = M × valensi basa = 3,6 × 10–3 × 2 = 7,2 × 10–3 pOH = –log [OH–] = –log 7,2 × 10–3 = 3 – log 7,2 pH = 14 – (3 – log 7,2) = 11 + log 7,2 Jadi, pH larutan yang terbentuk sebesar 11 + log 7,2. MBa(OH) = 2

9. Jawaban: b [H+] = 6 × 10–3 =

82

K a × [CH 3 COOH] (1,8 × 10 −5 )([CH 3COOH])

Ulangan Tengah Semester

(6 × 10 −3 ) 2

[CH3COOH] = 1,8 × 10 −5 =2M mol CH3COOH= [CH3COOH] × volume CH3COOH 500

= 2 M × ( 1.000 L) = 1 mol massa CH3COOH = mol CH3COOH × Mr = 1 mol × 60 g mol–1 = 60 g Jadi, massa CH3COOH dalam 500 mL larutan seberat 60 g. 10. Jawaban: b pH setelah penambahan H2SO4 = 3–log 2 –log [H+] = 3–log 2 [H+] = 2 × 10–3 [H+] = [H2SO4] × valensi asam [H2SO4] =

[H+ ] Valensi asam

[H2SO4] =

2 × 10−3 2

= 1 × 10–3 M Volume H2SO4 yang ditambahkan ke dalam air: V1 · M1 = V2 · M2 V1 · 8 = 4 · (1 × 10–3) V1 =

4 × 10−3 8

= 5 × 10–4 L = 5 × 10–1 mL Jadi, volume H2SO4 yang ditambahkan ke dalam air sebanyak 0,5 mL. 11. Jawaban: b Zat pembentuk garam-garam pada tabel tersebut sebagai berikut. 1) NaClO2 berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah(HClO2). Garam ini mengalami hidrolisis sebagian dan bersifat basa sehingga akan membirukan kertas lakmus. 2) K2SO4 berasal dari basa kuat (KOH) dan asam kuat (H2SO4). Garam ini tidak akan mengalami hidrolisis (pH=7) sehingga kertas lakmus tidak berubah. 3) Al(NO3)3 berasal dari basa lemah (Al(OH)3) dan asam kuat (HNO3). Garam ini bersifat asam dan mengalami hidrolisis sebagian sehingga akan memerahkan kertas lakmus. 4) NaCN berasal dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (HCN). Garam ini mengalami hidrolisis sebagian dan bersifat basa

sehingga akan membirukan kertas lakmus. 5) HCOOK berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HCOOH). Garam ini mengalami hidrolisis sebagian dan bersifat basa sehingga akan membirukan kertas lakmus. Jadi, garam yang sesuai dengan uji kertas lakmus dan mengalami hidrolisis parsial terdapat pada nomor 1, 4, dan 5. 12. Jawaban: a m = 1,96 g MCH

=

g Mr

1.000

1,96 1.000

· V = 98 · 200 = 0,1 M Garam CH3COOK terbentuk dari asam lemah (CH 3COOH) dan basa kuat (KOH) sehingga bersifat basa. CH3COOK(aq) → CH3COO–(aq) + K+(aq) 3COOK

0,1 M

0,1 M

0,1 M

CH3COO–(aq) + H2O(A) → CH3COOH(aq) + OH–(aq) K+(aq + H2O(A) ⎯→ [OH–] =

Kw Ka

⋅M

=

Kw Ka

⋅ [CH3 COO − ]

=

Kw Ka

⋅ 0,1

=

10−14 10−5

⋅ 0,1

–5 10 −10 = 10 M pOH = –log [OH–] = –log 10–5 = 5 pH = 14 – 5 = 9 Jadi, pH larutan sebesar 9.

=

13. Jawaban: c mol H2SO4 = MH SO · VH SO 2 4 2 4 = 0,1 M · 0,1 L = 0,01 mol mol NH3 = MNH · VNH 3 3 = 0,2 M · 0,1 L = 0,02 mol H2SO4(aq) + 2NH3(aq) → (NH4)2SO4(aq) Mol mula-mula : 0,01 0,02 Mol reaksi : 0,01 0,02 0,01 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,01 mol

n

0,1 M

[H+] =

Kw Kb

×M

=

Kw Kb

× [NH+4 ]

0,05 M

NH4+(aq) + H2O(A) → NH4OH(aq)

10−14

=

10−5

× 0,1

= 10 −10 = 10–5 pH = –log [H+] = –log 10–5 = 5 Jadi, pH larutan campuran sebesar 5. 14. Jawaban: b Larutan yang mengalami hidrolisis total merupakan larutan dari campuran asam lemah dan basa lemah. 1) (NH 4) 2SO 4 merupakan garam dari basa lemah dan asam kuat. 2) (NH4)2CO3 merupakan merupakan garam dari basa lemah dan asam lemah. 3) K2CO3 merupakan garam dari basa kuat dan asam lemah. 4) Na3PO4 merupakan garam dari basa kuat dan asam lemah. 5) KNO3 merupakan garam dari basa kuat dan asam kuat. 15. Jawaban: b pH NH3 = 11 pOH NH3 = 14 – 11 = 3 [OH–] = 10–3 M [OH–] = 10–3 10–6

Kb × M

= K b × 0,1 = Kb × 0,1

Kb =

10 −6 0,1

= 10–5

(NH4)2SO4(aq) → 2NH4+(aq) + SO42–(aq) 0,2 M

0,4 M

0,2 M

NH4+(aq) + H2O(A) → NH4OH(aq) + H+(aq) SO42–(aq) + H2O(A) ⎯→ [H+] =

Kw Kb

×M

=

Kw Kb

× [NH4+ ]

0,01 mol

[(NH4)2SO4] = V = 0,2 L = 0,05 M Garam (NH4) merupakan garam asam karena berasal dari basa lemah (NH4OH) dan asam kuat (H2SO4). (NH4)2SO4(aq) → 2NH4+(aq) + SO42–(aq) 0,05 M

SO42–(aq) + H2O(A) ⎯→ H+(aq)

=

10−14 10−5

× 0,4

= 4 × 10−10 = 2 × 10–5 M pH = –log [H+] = –log 2 × 10–5 = 5 – log 2 Jadi, pH larutan (NH4)2SO4 sebesar 5 – log 2.

Kimia Kelas XI

83

16. Jawaban: a mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,4 M × 0,05 L = 0,02 mol mol H2S = MH S × VH S 2 2 = 0,2 M × 0,05 L = 0,01 mol 2NaOH(aq) + H2S(aq) → Na2S(aq) + 2H2O(aq) Mol mula-mula : 0,02 0,01 – – Mol reaksi : 0,02 0,01 0,01 0,02 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : – – 0,01 0,02

mol Na2S = 0,01 mol 0,01 mol

n

[Na2S] = V = 0,1 L = 0,1 M Garam Na2S merupakan garam basa karena terbentuk dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H2S). Na2S(aq) → 2Na+(aq) + S2–(aq) 0,1 M

0,2 M

0,1 M

Na+(aq) + H2O(A) ⎯→ S2–(aq) + 2H2O(A) → H2S(aq) + 2OH–(aq) [OH–] = =

Kw Ka

2−

⋅ [S ]

−14

10 10−7

⋅ 0,1

= 10−8 = 10–4 pOH = –log [OH–] = –log 10–4 = 4 pH = 14 – pOH = 14 – 4 = 10 Jadi, pH larutan garam yang terbentuk sebesar 10. 17. Jawaban: d Persamaan reaksi yang terjadi: 2NaOH(aq) + H 2 CO 3 (aq) → Na 2 CO 3 (aq) + 2H2O(A) Na2CO3(aq) → 2Na+(aq) + CO32–(aq) Larutan garam yang terbentuk bersifat basa karena dihasilkan pH sebesar 11. pH = 11 pOH = 14 – 11 = 3 [OH–] = 10–3 [OH–] = 10–3 = 10–6 = [CO32–] =

Kw Ka

× [CO23 − ]

10−14 4 × 10−9

10 −14 4 × 10 −9

M=

massa Mr

×

1.000 500

0,8 =

massa 40

×

1.000 500

massa =

×[CO32–]

4 × 10−9 × 10−6 10−14

= 0,4 M


0,8 × 40 × 500 1.000

= 16 g

Jadi, massa NaOH yang dibutuhkan sebanyak 16 gram. 18. Jawaban: d Persamaan reaksi yang terjadi: NH3(aq) + C6H5COOH(aq) → C6H5COONH4(aq) Campuran antara NH3 (basa lemah) dengan asam benzoat (C6H5COOH) akan menghasilkan garam yang terhidrolisis sempurna. Nilai pH dapat dicari dengan rumus berikut. Kw Kb

[H+] =

×Ka

pH campuran = 7 – log 5 [H+] = 5 × 10–7 Mencari nilai Ka: pH C6H5COOH = 4,5 – log 2 [H+] = 2 × 10–4,5 Asam benzoat (C6H5COOH) merupakan asam lemah sehingga nilai Ka dapat dicari dengan rumus berikut. [H+] =

Ka ×M

2 × 10–4,5 = K a × 0,020 4 × 10–9 = Ka × 0,02 Ka = 2 × 10–7 Mencari Nilai Kb: [H+] = 5 × 10–7 = 25 × 10–14 =

× [CO23 − ]

[Na2CO3] = [CO32–]

84

[NaOH] = 2 × [Na2CO3] = 2 × [CO32–] = 2 × 0,4 M = 0,8 M Massa NaOH yang diperlukan:

Kb =

Kw Kb

×Ka

10−14 Kb

10−14 Kb

× 2 × 10−7 × 2 × 10–7

10−14 × (2 × 10−7 ) 25 × 10−14

Kb = 8 × 10–9 pH larutan NH3 mula-mula: [OH–] = =

Kb × M

8 × 10−9 × 0,06

−10 = 4,8 × 10 = 2,2 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log 2,2 × 10–5 = 5 – log 2,2 pH = 14 – (5 – log 2,2) = 9 + log 2,2 Jadi, pH awal NH3 sebesar 9 + log 2,2.

19. Jawaban: a Kalium nitrit (KNO 2) merupakan garam basa karena terbentuk dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HNO2). KNO2(aq) → K+(aq) + NO2–(aq) K+(aq) + H2O(A) ⎯→ NO2–(aq) + H2O(A) U HNO2(aq) + OH–(aq) Mr KNO2 = Ar K + Ar N + (2 × Ar O) = 39 + 14 + (2 × 16) = 85 g mol–1 MKNO = 2

=

1.000 50

massa Mr

×

0,68 85

1.000 50

×

= 0,16 M [KNO2] = [NO2–] [OH–] = =

Kw Ka

× [NO2− ]

−14

10 10 −6

= 16 × 10−10 = 4 × 10–5 [OH–] × [H+] = Kw 4 × 10–5 × [H+] = 10–14 10 −14 4 × 10 −5

= 2,5 × 10–10

Jadi, nilai [H+] sebesar 2,5 × 10–10. 20. Jawaban: c Larutan Na 3PO 4 adalah garam basa karena terbentuk dari basa kuat (NaOH) dan asam lemah (H3PO4). Na3PO4(aq) → 3Na+(aq) + PO43–(aq) pH = 12 pOH = 14 – 12 = 2 [OH–] = 10–2 [OH–] = 10–2 = 10–4 =

Kw Ka

× [PO34 − ]

10 −14 × [PO34 − ] 4,3 × 10 −11 10 −14 4,3 × 10 −11

(4,3 × 10−11) × 10 −4 10−14

= 0,43 [Na3PO4] = [PO43–] MNa

3PO4

=

massa Mr

× 1.000 V

0,43 = massa × 1.000 164

250

massa = 0,43 × 164 × 250 1.000

= 17,63 gram Jadi, massa Na3PO4 yang dilarutkan sebesar 17,63 gram. 21. Jawaban: b Larutan penyangga mengandung campuran asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya. Oleh karena itu, pasangan spesi kimia tersebut yang dapat membentuk larutan penyangga adalah H2CO3 dan HCO3– dan H2PO4– dan HPO42–, dan HCO3– dan CO32–. Namun, larutan penyangga yang terdapat dalam cairan intrasel adalah H2PO4– dan HPO42–. Penyangga H2CO3 dan HCO3– terdapat dalam cairan ekstra sel. Adapun larutan penyangga HCO 3– dan CO 32– tidak terdapat dalam darah manusia. 22. Jawaban: a Campuran antara NH4Cl (garam) dan NH3 (basa lemah, membentuk larutan penyangga basa. pKb = 5,75 Kb = 10–5,75 pH = 8,25 pOH = 14 – 8,25 = 5,75 [OH–] = 10–5,75

× 0,16

[H+] =

[PO43–] =

× [PO43–]

[OH–] = Kb ×

mol basa mol garam

10–5,75 = 10–5,75 × mol basa mol garam

mol basa mol garam

= 1 1

Jadi, perbandingan mol antara NH4Cl : NH3 adalah 1 : 1. 23. Jawaban: e Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH akibat penambahan sedikit asam, sedikit basa, atau pengenceran. Berdasarkan keterangan tersebut, larutan S dan T termasuk larutan penyangga karena pH relatif stabil terhadap penambahan sedikit asam maupun basa. Sementara itu, larutan P, Q, dan R cenderung tidak dapat mempertahankan pH larutan.

Kimia Kelas XI

85

24. Jawaban: a Mol Al2(SO4)3 = M × V = 0,2 M × 20 mL = 4 mmol pH = 8,5 pOH = 14 – 8,5 = 5,5 [OH–] = 10–5,5 [OH–]

=

10–5,5 = 10–0,5 =

mol Al(OH)3 Kb × n × mol Al2 (SO 4 )3 10–5 × mol Al(OH)3 3 × 4 mmol mol Al(OH)3 12 mmol

mmol Al(OH)3 = 0,316 × 12 mmol = 3,792 mmol M = mol V

VAl(OH) = mol = 3

M

3,792 mmol 0,2 M

= 18,96 mL

Jadi, volume Al(OH)3 yang diperlukan sebesar 18,96 mL. 25. Jawaban: a Mol NH4OH = M × V = 2 M × 0,1 L = 0,2 mol pH NH4OH = 11 pOH = 14 – 11 = 3 [OH–] = 10–3 [OH–] =

Kb × M

10–3 =

Kb × 2

mol NH4OH mol NH4Cl

10–5 = 5 × 10–7 × mol NH4Cl =

0,2 mol NH4Cl

(5 × 10 −7 ) × 0,2 10 −5

= 0,01 mol

Jadi, mol NH 4Cl yang ditambahkan sebesar 0,01 mol. 26. Jawaban: b Titik akhir titrasi: mol ekuivalen H2SO4 = mol ekuivalen NaOH (a × M × V) H2SO4 = (b × M × V) NaoH 2 × 0,1 M × 10 mL = 1 × M × 20 mL M NaOH = 0,1 M

86

M=

massa Mr

×

0,1 =

massa 40

× 1.000

1.000 V (mL)

20

massa = 0,1× 40 × 20 1.000

= 0,08 g Jadi, massa NaOH yang bereaksi adalah 0,08 g. 27. Jawaban: b Volume asam klorida (HCl) = 50 mL pH HCl = 3 – log 2 [H+]= 2 × 10–3 Asam klorida (HCl) merupakan asam kuat sehingga konsentrasi HCl: [H+] = M × valensi asam 2 × 10–3 = M × 1 M = 2 × 10–3 Konsentrasi NaOH = 0,01 M VNaOH = …? Reaksi penetralan = titrasi, sehingga konsentrasi NaOH dapat dicari menggunakan rumus titrasi. mol ekuivalen NaOH = mol ekuivalen HCl VNaOH × MNaOH × valensi basa = VHCl × MHCl × valensi asam VNaOH × 0,01 M × 1 = 50 mL × 0,002 M × 1 VNaOH =

10–6 = Kb × 2 Kb = 5 × 10–7 Campuran antara NH4OH dengan NH4Cl akan membentuk larutan penyangga basa. pH = 9 pOH = 14 – 9 = 5 [OH–] = 10–5 [OH–] = Kb ×

Massa NaOH:


50 mL × 0,002 M 0,01 M

= 10 mL

Jadi, volume NaOH yang dibutuhkan sebanyak 10 mL. 28. Jawaban: d pH awal NaOH ( basa kuat): [OH–] = M × valensi basa = 0,1 × 1 = 0,1 pOH = –log [OH–] = –log 10–1 =1 pH = 14 – 1 = 13 pH setelah titrasi: Mol NaOH = M × V = 0,1 M × 20 mL = 2 mmol Mol HCl = M × V = 0,1 M × 10 mL = 1 mmol NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(A) Mol mula-mula : 2 1 – – Mol bereaksi : 1 1 1 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : 1 – 1 1

Tersisa basa kuat (NaOH) sehingga pH menggunakan rumus basa kuat. MNaOH =

mol sisa basa volume total

= 1 = 0,033 M 30

[OH–] = M × valensi basa = 0,033 M × 1 = 3,3 × 10–2

pOH = –log [IH–] = –log 3,3 × 10–2 = 2 – log 3,3 pH = 14 – (2 – log 3,3) = 12 + log 3,3 Jadi, pH awal dan akhir NaOH berturut-turut adalah 13 dan 12 + log 3,3.

HCO3– + NH4+ U H2CO3 + NH3

c.

Basa

2

d.

Asam

2 mL × 0,1 M × 2 ≠ 10 mL × 0,25 × 1 0,4 ≠ 2,5 2) 6 mL × 0,1 M × 2 ≠ 10 mL × 0,25 × 1 0,6 ≠ 2,5 3) 12,5 mL × 0,1 M × 2 = 10 mL × 0,25 × 1 2,5 = 2,5 4) 25 mL × 0,1 M × 2 ≠ 10 mL × 0,25 × 1 5,0 ≠ 2,5 5) 30 mL × 0,1 M × 2 ≠ 10 mL × 0,25 × 1 6 ≠ 2,5 Jadi, titik ekuivalen terdapat pada percobaan 3). 30. Jawaban: a VH S = 30 mL 2 MH S = . . . ? 2 valensi asam = 2 VKOH = 20 mL MKOH = 0,4 M valensi basa = 1 VH S × MH S × valensi asam 2 2 = VKOH × MKOH × valensi basa 30 mL × MH S × 2 = 20 mL × 0,4 M × 1 2

MH

2S

=

20 mL × 0,4 M × 1 30 mL × 2

= 0,133 M

Jadi, konsentrasi asam sulfida (H2S) sebesar 0,133 M. B. Uraian 1. a.

HNO2 + CH3COOH U NO2– + CH3COOH2+ Asam

b.

Basa

Basa konjugasi

Asam konjugasi

Pasangan asam-basa konjugasi HNO2 dan NO2– CH3COOH dan CH3COOH2+ CH3COOH + H2O U CH3COO– + H3O+ Asam

Basa

Basa konjugasi

Pasangan asam-basa konjugasi CH3COOH dan CH3COO– H2O dan H3O+

Asam konjugasi

Basa

Asam konjugasi

Basa konjugasi

Pasangan asam-basa konjugasi H2C2O4 dan HC2O4– H2O dan H3O+

2

1)

Asam Basa konjugasi konjugasi

Pasangan asam-basa konjugasi NH4+ dan NH3 HCO3– dan H2CO3 H2C2O4 + H2O U H3O+ + HC2O4–

29. Jawaban: c Titik ekuivalen terjadi saat mol ekuivalen Ba(OH)2 = mol ekuivalen HI. VBa(OH) × MBa(OH) × valensi basa = VHI × MHI × valensi asam

Asam

2. NH4OH U NH+4 + OH– MNH

4OH

=

g Mr

·

1.000 V

3,5

1.000

= 35 · 400 = 0,25 M

[OH–] = [NH4OH] · α = 0,25 × 0,01 = 2,5 × 10–3 M pOH = –log [OH–] = –log 2,5 × 10–3 = 3 – log 2,5 pH = pKw – pOH = 14 – (3 – log 2,5) = 11 + log 2,5 Jadi, pH larutan NH4OH tersebut 11 + log 2,5. 3. pH LOH = 9 + log 3 pOH = pKw – pH = 14 – (9 + log 3) = 5 – log 3 –log [OH–] = –log 3 × 10–5 [OH–] = 3 × 10–5 [OH–] = 3 × 10–5 = 9×

Kb × M K b × 0,05

10–10

= Kb × 0,05 Kb = 1,8 × 10–8 Garam LNO3 terbentuk dari basa lemah LOH dan asam kuat HNO3 sehingga bersifat asam. pH = 5 –log [H+] = –log 10–5 [H+] = 10–5 [H+] =

Kw Kb

10–5 =

10 −14 1,8 × 10 −8

10–10 = [L+] =

×M

10−14 1,8 × 10−8

× [L+ ]

× [L+]

1,8 × 10−8 (10−10 ) 10−14

= 1,8 × 10–4 Kimia Kelas XI

87

LNO3(aq) → L+(aq) + NO3–(aq) 1,8 × 10–4

1,8 × 10–4

Mol Ca(OH)2 =

1,8 × 10–4

[LNO3] = 1,8 × 10–4 M MLNO

gLNO3

=

3

M r LNO 3 0,02 M r LNO 3

1,8 × 10–4 = Mr LNO3 =

×

1.000 V 1.000

0,02 ⋅ 1.000

= 1,8

= 148

4. Konsentrasi kalium sianida (KCN) setelah pengenceran: M1 × V1 = M2 × V2 0,4 M × 30 mL = M2 × 100 mL 0,4 M × 30 mL 100 mL

= 0,12 M Larutan KCN adalah garam basa karena berasal dari basa kuat (KOH) dan asam lemah (HCN). KCN(aq) + H2O(A) → K+(aq) + HCN(aq) + OH–(aq) 0,12 M

[OH–]

0,12 M

= = =

Kw Ka

0,12 M

0,12 M

× [CN− ]

10−14 2,4 × 10−4

× 0,12 M

5 × 10−12

= 5 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log 5 × 10–6 = 6 – log 5 pH

= 14 – (6 – log 5 ) = 8 + log 5

Jadi pH larutan menjadi 8 + log 5 . 5. Larutan penyangga yang berasal dari H2S(asam lemah) dan CaS (garamnya) adalah penyangga asam. Apabila larutan penyangga asam ditambahkan suatu basa maka basa tersebut akan bereaksi dengan asam lemah untuk mempertahankan pH. Reaksinya sebagai berikut. Mol H2S = 0,05 mol Mol CaS = 0,08 mol

88


0,224 22,4

= 0,01 mol

mol asam mol garam 0,04 × 10–5 × 0,09

[H+] = Ka ×

Mr LNO3 = (1 × Ar L) + (1 × Ar N) + (3 × Ar O) 148 = Ar L + (1 × 14) + (3 × 16) 148 = Ar L + 14 + 48 148 = Ar L + 62 Ar L = 148 – 62 = 86 Jadi, massa atom relatif atom L adalah 86 g mol–1.

M2 =

=

H2S(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaS(aq) + 2H2O(A) Mol mula-mula : 0,05 0,01 0,08 – Mol bereaksi : –0,01 –0,01 +0,01 +0,02 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mol sisa : 0,04 – 0,09 0,02

× 750

1,8 ⋅ 10 −4 ⋅ 750

mol Ca(OH)2 VSTP

= 8 × 10–6 pH = –log [H+] = –log 8 × 10–6 = 6 – log 8 Jadi, pH larutan setelah ditambahkan larutan Ca(OH)2 adalah 6 – log 8. 6. Campuran antara asam asetat (CH 3COOH) dengan NaOH yang menghasilkan pH = 3 merupakan larutan penyangga asam. CH3COOH(aq) + NaOH(s) → CH3COONa(aq) + H2O(A) Mol CH3COOH = M × V = 0,8 M × 0,5 L = 0,4 mol pH = 3 [H+] = 10–3 mol CH3COOH mol CH3COONa 0,4 10–5 × mol CH COONa 3

[H+] = Ka × 10–3 =

mol CH3COONa =

10−5 × 0,4 10−3

= 0,004 mol

mol NaOH = mol CH3COONa = 0,004 mol massa NaOH = n × Mr NaOH = 0,004 mol × 40 g mol–1 = 0,16 g Jadi, NaOH yang ditambahkan sebanyak 0,16 g. 7. pH sebelum penambahan NaOH [H+] = Ka ×

mol HCOOH mol HCOONa

= 2 × 10–4 ×

0,3 0,3

= 2 × 10–4

pH = –log [H+] = –log 2 × 10–4 = 4 – log 2 pH setelah penambahan NaOH mol NaOH =

massa Mr

=

2g 40 g mol−1

= 0,05 mol

NaOH(aq) + HCOOH(aq) → HCOONa(aq) + H2O(A) Mula-mula : 0,05 0,3 0,3 – Bereaksi : –0,05 –0,05 +0,05 +0,05 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,25 0,35 0,05

[H+] = Ka ×

mol HCOOH mol HCOONa

= 2 × 10–4 × = 1,43 × 10–4

0,25 0,35

pH = –log [H+] = –log 1,43 × 10–4 = 4 – log 1,43

Massa Ca(OH)2 = n × Mr Ca(OH)2 = 0,075 × 74 = 5,55 gram

8. [NaOH] = 0,1 M VH SO = 100 mL 2 4 [H2SO4] = 0,2 M Persamaan reaksi: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O mmol ekuivalen H2SO4 = mmol ekuivalen NaOH MH SO · VH SO · valensi = MNaOH · VNaOH · valensi 2

4

2

4

0,2 M · 100 mL · 2 = 0,1 M · VNaOH · 1 VNaOH =

0,2 ⋅ 100 ⋅ 2 0,1

= 400 mL

Jadi, volume NaOH yang digunakan untuk menetralkan 100 ml larutan H2SO4 0,2 M adalah 400 mL. 9. Titik ekuivalen: mol Ca(OH)2 = mol HCl Mol HCl = M × V = 0,2 M × 15 mL = 3 mmol Mol Ca(OH)2 dalam 500 mL air =

500 20

× 3 mmol

= 75 mmol = 0,075 mol

Kadar Ca(OH)2 =

5,55 5,92

× 100% = 93,75%

Jadi, kadar Ca(OH)2 dalam cuplikan sebesar 93,75%. 10. Pengenceran: Larutan baku KOH = larutan KOH hasil pengenceran Vbaku × Mbaku = Vhasil pengenceran × Mhasil pengenceran 25 mL × Mbaku = 100 mL × Mhasil pengenceran Titrasi: Jumlah grek H2SO4 = jumlah grek KOH VH SO × MH SO × valensi asam 2 4 2 4 = VKOH × MKOH × valensi basa 10 mL × 0,1 N = 20 mL × MKOH × 1 MKOH = 0,05 M Dari hasil titrasi didapatkan konsentrasi KOH 0,05 M. Konsentrasi tersebut merupakan konsentrasi KOH hasil pengenceran sehingga untuk mendapatkan konsentrasi larutan baku KOH sebagai berikut. 25 mL × Mbaku = 100 mL × 0,05 M Mbaku =

100 mL × 0,05 M 25 mL

= 0,2 M

Jadi, konsentrasi larutan baku KOH sebesar 0,2 M.

Kimia Kelas XI

89

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. menjelaskan kelarutan dan hasil kali kelarutan (Ksp) beserta hubungannya; 2. menjelaskan pengaruh ion sejenis serta memprediksi terjadinya endapan dari suatu reaksi berdasarkan harga Ksp-nya. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. menyadari adanya keteraturan pada kelarutan berbagai jenis zat sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan Yang Maha Esa; 2. mampu mengembangkan rasa ingin tahu, jiwa kreatif, inovatif, teliti, ulet, dan bertanggung jawab dalam melakukan percobaan serta mampu menyajikan dan menganalisis data hasil percobaan; 3. menghargai kerja individu dan kelompok dalam mengerjakan tugas.

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan Mempelajari

Pengaruh Ion Sejenis dan Perkiraan Terbentuknya Endapan Berdasarkan Harga Ksp

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Mencakup • • •

Kelarutan (s) Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Hubungan Kelarutan dengan Hasil Kali Kelarutan

Mencakup • • • • •

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Kelarutan Penambahan Ion Sejenis Perkiraan Terbentuknya Endapan Berdasarkan Harga Ksp Hubungan Antara Harga Ksp dan pH Aplikasi Prinsip Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan dalam Kehidupan Sehari-hari

Mampu • • • • • • • • • •

90

Menjelaskan pengertian kelarutan dan faktor-faktor yang memengaruhinya. Menentukan hasil kali kelarutan suatu garam (Ksp). Menentukan hubungan kelarutan dengan Ksp. Menjelaskan pengaruh ion sejenis terhadap kelarutan zat. Menentukan terbentuk atau tidaknya suatu endapan berdasarkan harga Ksp. Menyajikan hasil rancangan percobaan pemisahan campuran ion logam dalam larutan. Menyajikan laporan percobaan mengenai pemisahan campuran ion logam dalam larutan. Menjelaskan aplikasi prinsip kelarutan dan hasil kali kelarutan dalam kehidupan sehari-hari. Menyadari adanya keteraturan pada kelarutan berbagai jenis zat sebagai wujud rasa syukur terhadap Tuhan Yang Maha Esa. Mempunyai jiwa kreatif, teliti, dan menghargai hasil kerja kelompoknya.

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Ksp PbCO3 = [Pb2+][CO32–] 7,4 × 10–14 = (s)(s) 7,4 × 10–14 = s2

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d Misal: kelarutan Zn(OH)2 = s Zn(OH)2(s) Zn2+(aq) + 2OH–(aq) s

s

Ksp Zn(OH)2 = [Zn2+][OH–]2 8x = (s) (2s)2 8x = 4s3 s=

3)

s

4

2. Jawaban: e Misal: kelarutan Hg2CO3 = s mol L–1 Hg2CO3(s) 2Hg+(aq) + CO32–(aq) 2s

4)

MnS(s) s

3

9,0 × 10 −15 4

=

3

2,25 × 10 −15

5)

s

= 2s = 2(1,31 × 10–5 mol L–1) = 2,62 × 10–5 mol L–1 Jadi, konsentrasi ion Hg+ dalam larutan jenuh Hg2CO3 sebesar 2,62 × 10–5 mol L–1. 3. Jawaban: a Garam yang paling sukar larut adalah garam yang mempunyai kelarutan paling kecil. 1) CuCN(s) Cu+(aq) + CN–(aq) s

Ksp CuCN = [Cu+] [CN–] 3,5 × 10–20 = (s)(s) 3,5 × 10–20 = s2

s

3,5 × 10 −20

= 1,9 × 10–10 mol L–1 Pb2+(aq) + CO32–(aq) s

[S2–]

3,0 × 10 −14 = 1,7 × 10–7 mol L–1 BiAsO4(s) Bi3+(aq) + AsO43–(aq)

s

s

s

Ksp BiAsO4 = [Bi3+] [AsO43–] 4,4 × 10–10 = (s) (s) 4,4 × 10–10 = s2

= 1,31 × 10–5 mol L–1

PbCO3(s)

s

Ksp MnS = 3,0 × 10–14 = (s) (s) 3,0 × 10–14 = s2

[Hg+]

2)

s

s=

s=

s=

3

[Mn2+]

s

s

5,5 × 10 −16 4 = 5,2 × 10–6 mol L–1 Mn2+(aq) + S2–(aq)

s=

Ksp Hg2CO3 = [Hg+]2 [CO32–] 9 × 10–15 = (2s)2 (s) 9 × 10–15 = 4s3

s

2s

[OH–]2

Ksp Ni(OH)2 = 5,5 × 10–16 = (s) (2s)2 5,5 × 10–16 = 4s3

3 8x

2x .

s

s

[Ni2+]

= 3 2x Jadi, kelarutan Zn(OH)2 dalam air murni adalah 3

7,4 × 10 −14 = 2,7 × 10–7 mol L–1 Ni(OH)2(s) Ni2+(aq) + 2OH–(aq) s=

2s

4,4 × 10 −10 = 2,1 × 10–5 mol L–1 Jadi, garam yang paling sukar larut adalah tembaga(I) sianida. s=

4. Jawaban: e Misal: kelarutan La(IO3)3 = s mol L–1 La(IO3)3(s) La3+(aq) + 3IO3–(aq) s

s

3s

Ksp La(IO3)2 = [La3+] [IO3–]3 7,5 × 10–12 = (s) (3s)3 7,5 × 10–12 = 27s4 s=

4

7,5 × 10 −12 27

= 7,3 × 10–4 mol L–1 Jadi, kelarutan La(IO 3 ) 3 dalam air sebesar 7,3 × 10–4 mol L–1.

Kimia Kelas XI

91

5. Jawaban: a 1) PbCl2(s)

Pb2+(aq) + 2Cl–(aq)

s

s

2s

s

2)

3

1,7 × 10−5 4

s=

= 1,6 × 10–2 mol L–1 [Pb2+] = 1,6 × 10–2 mol L–1 PbCO3(s) Pb2+(aq) + CO32–(aq) s

s

s

s = 1 × 10 −13 = 3,2 × 10–7 mol L–1 2+ [Pb ] = 3,2 × 10–7 mol L–1 PbSO4(s) Pb2+(aq) + SO42–(aq) s

s

Ksp PbSO4 =

s

[Pb2+]

[SO42–]

2 × 10–8 = s2 s = 2 × 10 −8 = 1,4 × 10–4 mol L–1 2+ [Pb ] = 1,4 × 10–4 mol L–1 PbCrO4(s) Pb2+(aq) + CrO42–(aq) s

s

CaCO3(s)

2 × 10–14 = s2 −14 s = 2 × 10 = 1,4 × 10–7 mol L–1 2+ [Pb ] = 1,4 × 10–7 mol L–1 Pb(OH)2(s) Pb2+(aq) + 2OH–(aq)

s

Ksp Pb(OH)2 =

[Pb2+]

2s

[OH–]2

1 × 10–16 = (s) (2s)2 1 × 10–16 = 4s3 s=

3

1 × 10 −16 4

= 2,9 × 10–6 mol L–1 2+ [Pb ] = 2,9 × 10–6 mol L–1 Jadi, konsentrasi ion timbal terbesar terdapat dalam larutan jenuh PbCl2 dengan konsentrasi ion timbal sebesar 1,6 × 10–2 mol L–1.

92


3

2,05 × 10 −12

= 1,3 × 10–4 mol L–1 Ca2+(aq) + CO32–(aq) s

s

2,8 × 10 −9 = 5,3 × 10–5 mol L–1 Jadi, kelarutan Ag2CO3 dalam air lebih besar daripada kelarutan CaCO3 dalam air (Ag2CO3 lebih mudah larut dalam air dibandingkan CaCO3).

s=

s

s

2s

Ksp MgF2 = [Mg2+] [F–]2 5,2 × 10–11 = (s) (2s)2 5,2 × 10–11 = 4s3 s=

s

2 × 10–14 = (s) (s)

s

−12 3 8,1 × 10 4

Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 2,8 × 10–9 = (s) (s) 2,8 × 10–9 = s2

Ksp PbCrO4 = [Pb2+] [CrO42–]

5)

s

7. Jawaban: d MgF2(s) Mg2+(aq) + 2F–(aq)

2 × 10–8 = (s) (s)

4)

=

s

Ksp PbCO3 = [Pb2+] [CO32–] 1 × 10–13 = (s) (s) 1 × 10–13 = s2

3)

2s

Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32–] 8,1 × 10–12 = (2s)2 (s) 8,1 × 10–12 = 4s3

Ksp PbCl2 = [Pb2+] [Cl–]2 1,7 × 10–5 = (s) (2s)2 1,7 × 10–5 = 4s3 s=

6. Jawaban: e 2Ag+(aq) + CO32–(aq) Ag2CO3(s)

−11 3 5,2 × 10 4

= 2,4 × 10–4 mol L–1 [MgF2] = s = 2,4 × 10–4 mol L–1 = 2,4 × 10–4 mmol mL–1 Mol MgF2 = [MgF2] × volume = 2,4 × 10–4 mmol mL–1 × 200 mL = 4,8 × 10–2 mmol Massa MgF2 = mol MgF2 × Mr MgF2 = 4,8 × 10–2 mmol × 62 mg mmol–1 = 2,976 mg Jadi, kelarutan MgF2 dalam 200 mL air sebesar 2,976 mg. 8. Jawaban: b 1) SrCO3(s) s

Sr2+(aq) + CO32–(aq) s

s

Ksp SrCO3 = [Sr2+] [CO32–] 1 × 10–9 = (s) 1 × 10–9 = s2

(s)

5 × 10–9 = (s) (s) 5 × 10–9 = s2

1 × 10−9

s=

= 3,16 × 10–5 mol L–1 2)

Fe(OH)2(s)

Fe2+(aq)

Ksp Fe(OH)2 =

[Fe2+]

s

+

2OH–(aq)

s

1 × 10–15 = (s) 1 × 10–15 = 4s3 s=

3

2s

[OH–]2 (2s)2

1× 10−15 4

B. Uraian

= 6,29 × 10–6 mol L–1 3)

s = 5 × 10−9 = 7,07 × 10–5 mol L–1 = 7,07 × 10–5 mol L–1 × Mr BaCO3 = 7,07 × 10–5 mol L–1 × 197 g mol–1 = 1,39 × 10–2 g L–1 Jadi, kelarutan BaCO3 adalah 1,39 × 10–2 g L–1.

1. a.

s

s

s

s

= 2 × 10–4 mol L–1 Sr2+(aq) + CrO42–(aq)

s

s = 9,8 × 10 −21 = 9,9 × 10–11 mol L–1

4 × 10−8

s=

s

b.

3,6 × 10−5

Mg3(PO4)2(s) 1×

10–5

massa Mg3 (PO4 )2 Mr Mg3 (PO4 )2 2,62 × 10 −3 262

×

×

3×

c.

2×

s

s

−29 5 6,8 × 10 108

Ksp Pb(OH)2 = 1,4 × 10–20 Pb2+(aq) + 2OH–(aq)

Pb(OH)2(s) s

s

2s

Ksp Pb(OH)2 = [Pb2+] [OH–]2 1,4 × 10–20 = (s) (2s)2

1.000 1.000

1,4 × 10–20 = 4s3 s=

10–5

10. Jawaban: d Ba2+(aq) + CO32–(aq) BaCO3(s) Ksp BaCO3 = [Ba2+][CO32–]

[AsO43–]2

= 9,1 × 10–7 mol L–1

1.000 V

Ksp Mg3 (PO4)2 = [Mg2+]3 [PO43–]2 = (3 × 10–5)3(2 × 10–5)2 = (27 × 10–15)(4 × 10–10) = 108 × 10–25 = 1,08 × 10–23 Jadi, hasil kali kelarutan Mg 3 (PO 4) 2 adalah 1,08 × 10–23.

s

s=

= 1 × 10–5 M 3Mg2+(aq) + 2PO43–(aq) 10–5

2s

[Co2+]3

6,8 × 10–29 = (3s)3 (2s)2 6,8 × 10–29 = 108s5

9. Jawaban: c

=

3s

Ksp Co3(AsO4)2 =

(s)

= 6 × 10–3 mol L–1 Jadi, urutan senyawa dari yang paling sukar larut yaitu Fe(OH)2, SrCO3, CaSO3, dan SrCrO4.

s = [Mg3(PO4)2] =

3Co2+(aq) + 2AsO43–(aq)

s

Ksp SrCrO4 = [Sr2+] [CrO42–]

s=

Ksp Co3(AsO4)2 = 6,8 × 10–29 Co3(AsO4)2

s

3,6 × 10–5 = (s) 3,6 × 10–5 = s2

s

9,8 × 10–21 = (s) (s) 9,8 × 10–21 = s2

4 × 10–8 = (s) (s) 4 × 10–8 = s2

SrCrO4(s)

s

Ksp AlPO4 = [Al3+] [PO43–]

Ksp CaSO3 = [Ca2+][SO32–]

4)

Al3+(aq) + PO43–(aq)

AlPO4(s)

Ca2+(aq) + SO32–(aq)

CaSO3(s)

Ksp AlPO4 = 9,8 × 10–21

−20 3 1,4 × 10 4

= 1,5 × 10–7 mol L–1 d.

Ksp FeS = 8,0 × 10–19 FeS(s) s

Fe2+(aq) + S2–(aq) s

s

Ksp FeS = [Fe2+] [S2–] 8,0 × 10–19 = (s) (s) 8,0 × 10–19 = s2 s = 8,0 × 10 −19 = 8,9 × 10–10 mol L–1 Jadi, urutan senyawa-senyawa dari yang paling mudah larut yaitu Co3(AsO4)2, Pb(OH)2, FeS, dan AlPO4.

Kimia Kelas XI

93

2. Kelarutan Ni(OH)2 dalam air sebesar 1,86 ppm artinya sebanyak 1,86 mg Ni(OH)2 larut dalam 1 L air. s = [Ni(OH)2] = = Ni(OH)2(s) 2×

1.000 V

massa Ni(OH)2 Mr Ni(OH)2

×

1,86 × 10-- 3 g 93 g mol--1

1.000 1.000

×

= 2 × 10–5 mol L–1 Ni2+(aq) + 2OH–(aq)

10–5

2×

10–5

4×

10–5

Ksp Ni(OH)2 = [Ni2+] [OH–]2 = (2 × 10–5)(4 × 10–5)2 = 3,2 × 10–14 Jadi, hasil kali kelarutan Ni(OH)2 sebesar 3,2 × 10–14. 3. PbSO4(s) s

Pb2+(aq) + SO42–(aq) s

s

Ksp PbSO4 = [Pb2+] [SO42–] 2 × 10–8 = (s)(s) 2 × 10–8 = s2 −8

s = 2 × 10 = 1,41 × 10–4 mol L–1 Mol PbSO4 yang terlarut dalam 500 mL air = 1,41 × 10–4 mol L–1 × 0,5 L = 0,705 × 10–4 mol Massa PbSO4 = mol PbSO4 × Mr PbSO4 = 0,705 × 10–4 mol × 303 g mol–1 = 2,134 × 10–2 gram Jadi, massa PbSO4 yang larut dalam 500 mL air adalah 2,13 × 10–2 gram.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO42–(aq) 0,02 M

0,04 M

BaSO4(s)

Ba2+(aq) + SO42–(aq)

s

s

0,02 M s

Diasumsikan s << 0,02 M sehingga [SO 42– ] = 0,02 M. Ksp BaSO4(s) = [Ba2+][SO42–] 1,08 × 10–10 = (s)(0,02) s=

--10

1,08 × 10 2 × 10 −2

= 5,40 × 10–9 M Jadi, kelarutan BaSO 4 dalam larutan H 2SO 4 0,02 M sebesar 5,40 × 10–9 M.

94


4. s = [CaSO4] =

massa CaSO4 Mr CaSO4

=

0,136 136

×

×

1.000 V

1.000 1.000

= 0,001 M = 1 × 10–3 M


CaSO4(s) s

s

s

Ksp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–] = (s)(s) = (1 × 10–3)(1 × 10–3) = 1 × 10–6 Jadi, hasil kali kelarutan CaSO4 adalah 1 × 10–6. 5. NiS(s) s

Ni2+(aq) + S2–(aq) s

s

Ksp NiS = [Ni2+] [S2–] 4,0 × 10–20 = (s)(s) 4,0 × 10–20 = s2 4,0 × 10 −20 = 2,0 × 10–10 mol L–1 = 2,0 × 10–10 mol L–1 × Mr NiS = 2,0 × 10–10 mol L–1 × 91 g mol–1 = 1,82 × 10–8 g L–1 Jadi, kelarutan NiS dalam air sebesar 1,82 × 10–8 g L–1.

s=

2. Jawaban: b Vlarutan = 200 mL = 0,2 L pH = 11 pOH = 14 – pH = 14 – 11 = 3 → [OH–] = 10–3 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH–(aq) Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+][OH–]2 1 × 10–12 = [Mg2+](10–3)2 [Mg2+] =

1,0 × 10--12 10 −6

= 1,0 × 10–6 M MgCl2(aq)2 → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) [MgCl2] = [Mg2+] = 1,0 × 10–6 M

mol MgCl2 = [MgCl2] × Vlarutan = 1,0 × 10–6 M × 0,2 L = 2,0 × 10–7 mol Jadi, MgCl2 yang harus ditambahkan sebanyak 2,0 × 10–7 mol. 3. Jawaban: d Endapan terbentuk apabila Qsp BaF2 > Ksp BaF2. Misal: VBaCl2 = VNaF = 1L 1) Pada campuran BaCl2 0,004 M dan NaF 0,020 M [Ba 2+ ] =

0,004 M × 1L 2L

0,020 M × 1L 2L

= 0,01 M

Pada campuran BaCl2 0,010 M dan NaF 0,015 M 0,01M × 1L 2L

[Ba 2+ ] = 0,015 M × 1L 2L

3)

= 0,0075 M

0,015 M × 1L 2L

0,01 M × 1 L 2L

4)

= 0,005 M, [F – ] =

Ksp BaF2 = 1,7 × 10–7 BaF2(s) Ba2+(aq) + 2F–(aq) Qsp BaF2 = [Ba2+] [F–]2 = (0,005) (0,0075)2 = 2,81 × 10–7 Qsp BaF2 > Ksp BaF2 sehingga terbentuk endapan BaF2. Pada campuran BaCl2 0,015 M dan NaF 0,010 M [Ba 2+ ] =

= 0,0075 M, [F – ] =

= 0,005 M

Ksp BaF2 = 1,7 × 10–7 BaF2(s) Ba2+(aq) + 2F–(aq) Qsp BaF2 = [Ba2+] [F–]2 = (0,0075) (0,005)2 = 1,88 × 10–7 Qsp BaF2 > Ksp BaF2 sehingga terbentuk endapan BaF2. Pada campuran BaCl2 0,020 M dan NaF 0,002 M [Ba 2+ ] =

0,02 M × 1L 2L

0,002 M × 1L 2L

= 0,001 M

Ksp BaF2 = 1,7 × 10–7

[Ba2+] =

= 0,01 M, [F – ] =

0,08 M × 1L 2L

0,04 M × 1L 2L

= 0,002 M, [F – ] =

Ksp BaF2 = 1,7 × 10–7 BaF2(s) Ba2+(aq) + 2F–(aq) Qsp BaF2 = [Ba2+] [F–]2 = (0,002) (0,01)2 = 2 × 10–7 Qsp BaF2 > Ksp BaF2 sehingga terbentuk endapan BaF2. 2)

5)

BaF2(s) Ba2+(aq) + 2F–(aq) Qsp BaF2 = [Ba2+] [F–]2 = (0,01) (0,001)2 = 1 × 10–8 Qsp BaF2 < Ksp BaF2 sehingga tidak terjadi endapan. Pada campuran BaCl2 0,080 M dan NaF 0,040 M = 0,04 M, [F–] = 0,04 M =

= 0,02 M

Ksp BaF2 = 1,7 × 10–7 BaF2(s) Ba2+(aq) + 2F–(aq) Qsp BaF2 = [Ba2+] [F–]2 = (0,04) (0,02)2 = 1,6 × 10–5 Qsp BaF2 > Ksp BaF2 sehingga terbentuk endapan BaF2. Jadi, campuran larutan yang tidak menghasilkan endapan adalah BaCl2 0,020 M dan NaF 0,002 M. 4. Jawaban: c mol CaCl2 = MCaCl2 × VCaCl2 = 0,05 M × 200 mL = 10 mmol mol K2CO3 = MK2CO3 × VK2CO3 = 0,05 M × 200 mL = 10 mmol CaCl2(aq) +

K2CO3(s) → CaCO3(s) + 2KCl(aq)

Mula-mula: 10 mmol 10 mmol – – Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 20 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa

:

–

–

10 mmol

20 mmol

10 mmol

[CaCO3] = 200 mL + 200 mL = 2,5 × 10–2 M Qsp CaCO3 = [Ca2+][CO32–] = (2,5 × 10–2)(2,5 × 10–2) = 6,25 × 10–4 Qsp > Ksp sehingga terbentuk endapan CaCO3 Massa CaCO3 = mol CaCO3 × Mr CaCO3 = 10 mmol × 100 mg mmol–1 = 1.000 mg = 1 gram Jadi, massa zat yang mengendap sebesar 1 gram. 5. Jawaban: d Misal: kelarutan BaCO3 = s mol L–1 1) Akuades BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32–(aq) s

s

s

Ksp BaCO3 = [Ba2+] [CO32–]

Kimia Kelas XI

95

6. Jawaban: d Endapan garam terbentuk jika Qsp < Ksp.

Ksp BaCO3 = (s) (s)

K sp BaCO3

s= 2)

Larutan BaCl2 0,10 M BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32–(aq) s

s

BaCl2(aq) → 0,1 M

s

Ba2+(aq)

+ 2Cl–(aq)

0,1 M

0,2 M

Diasumsikan s << 0,1 M sehingga [Ba2+] = 0,1 M. Ksp BaCO3 = [Ba2+] [CO32–] Ksp BaCO3 = (0,1) (s) s= 3)

K sp BaCO3 0,1

Larutan Na2CO3 0,15 M Ba2+(aq) + CO32–(aq) BaCO3(s) s

s

71mg

Mol Na2SO4 = 142 mg mmol−1 = 0,5 mmol = 5 × 10–4 mol [Na2SO4] =

= 5 × 10–4 M Na2SO4(aq) → 2Na+(aq) + SO42–(aq) [SO42–] = 5 × 10–4 M [Ca2+] = [Sr2+] = [Ba2+] = 0,01 M Penambahan Na2SO4 mengakibatkan terbentuknya garam CaSO4, SrSO4, dan BaSO4. 1)

0,30 M

0,15 M

s= 4)

K sp BaCO3

2)

SrSO4(s) Sr2+(aq) + SO42–(aq) Ksp SrSO4 = 2,8 × 10–7 QspSrSO4 = [Sr2+] [SO42–] = (0,01) (5 × 10–4) = 5 × 10–6 QspSrSO4 > KspSrSO4 ⇒ terbentuk endapan SrSO4

3)

BaSO4(s)

0,15

Larutan Al2(CO3)3 0,1 M Ba2+(aq) + CO32–(aq) BaCO3(s) s

s

s

Al2(CO3)3(aq) → 2Al3+(aq) + 3CO32–(aq) 0,1 M

0,2 M

0,3 M

Diasumsikan s << 0,3 M sehingga [CO32–] = 0,3 M. Ksp BaCO3 = [Ba2+] [CO32–] Ksp BaCO3 = (s) (0,3) s= 5)

K sp BaCO3 0,3

Larutan (NH4)2CO3 0,20 M BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32–(aq) s

s

s

(NH4)2CO3(aq) → 2NH4+(aq) + CO32–(aq) 0,2 M

0,4 M

0,2 M

Diasumsikan s << 0,2 M sehingga [CO32–] = 0,2 M. Ksp BaCO3= [Ba2+] [CO32–] Ksp BaCO3 = (s) (0,2) s=

K sp BaCO3 0,2

Jadi, kelarutan BaCO3 paling kecil terdapat pada larutan Al2(CO3)3 0,1 M. 96



Qsp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–] = (0,01) (5 × 10–4) = 5 × 10–6 Qsp CaSO4 < Ksp CaSO4 ⇒ tidak terbentuk endapan CaSO2

Diasumsikan s << 0,15 M sehingga [CO32–] = 0,15 M. Ksp BaCO3 = [Ba2+] [CO32–] Ksp BaCO3 = (0,15) (s)

CaSO4(s)

Ksp CaSO4 = 2,4 × 10–5

s

Na2CO3(aq) → 2Na+(aq) + CO32–(aq) 0,15 M

5 × 10--4 mol 1L


Ksp BaSO4 = 1,08 × 10–10 Qsp BaSO4 = [Ba2+] [SO42–] = (0,01) (5 × 10–4) = 5 × 10–6 Qsp BaSO4 > Ksp BaSO4 ⇒ terbentuk endapan BaSO4 Jadi, garam yang akan mengendap yaitu SrSO4 dan BaSO4. 7. Jawaban: c pH = 9 + log 4 pOH = 14 – pH = 14 – (9 + log 4)= 5 – log 4 pOH = –log [OH–] 5 – log 4 = –log [OH–] [OH–] = 4 × 10–5 M Mn(OH)2(s) Mn2+(aq) + 2OH–(aq) 2 × 10–5 M ≈ 4 × 10–5 M

Ksp Mn(OH)2 = [Mn2+][OH–]2 = (2 × 10–5)(4 × 10–5)2 = 3,2 × 10–14 Jadi, harga Ksp Mn(OH)2 pada suhu tersebut adalah 3,2 × 10–14. 8. Jawaban: c Ion-ion yang terdapat dalam labu sebagai berikut. [CrO42–] = 0,1 mol dm–3 = 0,1 M [Cl–] = 0,1 mol dm–3 = 0,1 M [I–] = 0,1 mol dm–3 = 0,1 M Penambahan larutan AgNO3 ke dalam larutan yang berisi ion-ion tersebut akan menghasilkan garam Ag2CrO4, AgCl, dan AgI. 1) Ag2CrO4; Ksp = 3 × 10–12 2Ag+(aq) + CrO42–(aq)

Ag2CrO4(s)

Ksp Ag2CrO4 = [Ag+]2 [CrO42–] 3 × 10–12 = [Ag+]2 (0,1) [Ag+] =

3 × 10 −12 0,1

− 11 = 3 × 10 = 5,48 × 10–6 M

2)

AgCl; Ksp = 1 × 10–10 Ag+(aq) + Cl–(aq)

AgCl(s)

Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–] 1 × 10–10 = [Ag+] (0,1) 1 × 10--10 0,1

[Ag+] =

Ag+(aq) + I–(aq)

Ksp AgI = [Ag+] [I–] 1 × 10–16 = [Ag+] (0,1) [Ag+]

=

=1× Urutan senyawa dari yang paling mudah mengendap (semakin sedikit jumlah ion Ag+ yang dibutuhkan, senyawa tersebut ion semakin mudah mengendap) yaitu AgI, AgCl, dan Ag2CrO4.

s

Co2+(aq) + 2OH–(aq) s

8 × 10 −17

= 4,3 × 10–6 [OH–]

= 2s = 2(4,3 × 10–6) = 8,6 × 10–6 pOH = –log[OH–] = –log (8,6 × 10–6) = 6 – log 8,6 ph = 14 – (6 – log 8,6) = 8 + log 8,6 Jadi, pH larutan jenuh Co(OH) 2 pada suhu tersebut adalah 8 + log 8,6. 10. Jawaban: b Mol NaOH = VNaOH × MNaOH = 100 mL × 0,008 M = 0,8 mmol Mol CH3COOH = VCH3COOH × MCH3COOH = 100 mL × 0,008 M = 0,8 mmol Vtotal = VNaOH + VCH3COOH = 100 mL + 100 mL = 200 mL Oleh karena mol NaOH sama dengan mol CH3COOH, maka akan terjadi hidrolisis garam. Garam yang terbentuk bersifat basa karena terhidrolisis menghasilkan OH–.

[CH3COONa] =

mol CH3COONa Vtotal

2s

Ksp Co(OH)2 = [Co2+][OH–]2 3,2 × 10–16 = (s) (2s)2 3,2 × 10–16 = 4s3

=

0,8 mmol 200 mL

= 4 × 10–3 M CH3COONa(aq) → CH3COO–(aq) + Na+(aq) 4 × 10–3 M

1 × 10--16 0,1

10–15

9. Jawaban: b Co(OH)2(s)

3

NaOH(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O( )

AgI; Ksp = 1 × 10–16 AgI(s)

=

−16 3 3,2 × 10 4

Mula-mula: 0,8 mmol 0,8 mmol – – Reaksi : 0,8 mmol 0,8 mmol 0,8 mmol 0,8 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,8 mmol 0,8 mmol

= 1 × 10–9 3)

s=

[OH–] = =

Kw Ka

4 × 10–3 M

4 × 10–3 M

× [CH3COO− ]

10−14 10−5

× (4 × 10−3 )

= 4 × 10−12 = 2 × 10–6 M Fe(OH)2(s)

Fe2+(aq) + 2OH–(aq)

Ksp Fe(OH)2 = [Fe2+] [OH–]2 6 × 10–16 = [Fe2+] (2 × 10–6)2 6 × 10–16 = [Fe2+] (4 × 10–12)

Kimia Kelas XI

97

[Fe2+] =

6 × 10 −16 4 × 10 −12

= 1,5 × 10–4 M Jadi, [Fe2+] dalam campuran sebesar 1,5 × 10–4 M.

1. Kelarutan PbCrO4 dalam K2CrO4 = 5 × 10–13 mol L–1. PbCrO4(s) Pb2+(aq) + CrO42–(aq) 5×

[CrO42–] =

M

5×

10–13

M

5×

10–13

a.

0,001mol 1L

= 1 × 10–3 M

0,04 M

0,08 M

M

s

s

s

Penambahan ion sejenis tidak mengubah harga Ksp. Ksp PbCrO4 = [Pb2+][CrO42–] 2 × 10–14 = (s) (s) s=

2 × 10 −14

= 1,4 × 10–7 mol L–1 Jadi, kelarutan PbCrO 4 dalam air sebesar 1,4 × 10–7 mol L–1. Pb2+(aq) + 2OH–(aq)

2. Pb(OH)2(s) s

s

2s

[Pb2+][OH–]2

Ksp Pb(OH)2 = 1 × 10–16 = (s) (2s)2 1 × 10–16 = 4s3 s =

−16 3 1 × 10

4

= 2,9 × 10–6 mol L–1 [OH–] = 2s = 2(2,9 × 10–6) = 5,8 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log (5,8 × 10–6) = 6 – log 5,8 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 5,8) = 8 + log 5,8 = 8 + 0,76 = 8,76 Jadi, pH larutan jenuh Pb(OH)2 pada suhu 25°C adalah 8,76.


Pb2+(aq) + 2Cl–(aq)

Ksp PbCl2 = [Pb2+] [Cl–]2 1,7 × 10–5 = [Pb2+] (0,01)2

0,04 M

Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, [CrO42–] = (5 × 10–13 + 0,04) M. Oleh karena 5 × 10–13 << 0,04 M maka 5 × 10–13 M diabaikan sehingga [CrO42–] = 0,04 M. Ksp PbCrO4 = [Pb2+][CrO42–] = (5 × 10–13)(0,04) = 2 × 10–14 Misal: kelarutan PbCrO4 dalam air = s mol L–1. Pb2+(aq) + CrO42–(aq) PbCrO4(s)

PbCl2; Ksp = 1,7 × 10–5 PbCl2(s)

K2CrO4(aq) → 2K+(aq) + CrO42–(aq)

98

= 1 × 10–2 M

Penambahan ion Pb2+ pada larutan tersebut akan menghasilkan PbCl2 dan PbCrO4.

B. Uraian

10–13

0,01mol 1L

[Cl–]=

3.

[Pb2+] =

1,7 × 10−5 1× 10−4

= 1,7 × 10–1 M b.

PbCrO4; Ksp = 2 × 10–14 PbCrO4(s)

Pb2+(aq) + CrO42–(aq)

Ksp PbCrO4 = [Pb2+] [CrO42–] 2 × 10–14 = [Pb2+] (0,001) [Pb2+] =

2 × 10−14 1× 10−3

= 2 × 10–11 Konsentrasi ion Pb 2+ yang dibutuhkan untuk mengendapkan PbCrO 4 lebih kecil daripada konsentrasi ion Pb 2+ yang dibutuhkan untuk mengendapkan PbCl2. Jadi, larutan yang akan mengendap terlebih dahulu adalah PbCrO4. 4. Larutan garam paling mudah larut dalam larutan yang mengandung ion sejenis dengan konsentrasi paling kecil. Ion-ion yang terdapat dalam AgCl yaitu ion Ag+ dan Cl–. AgCl akan mudah larut dalam larutan yang mengandung ion Ag+ atau ion Cl– dengan konsentrasi paling kecil. 1) HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) [Cl–] = [HCl] = 0,03 M 2) MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) [Cl–] = 2 × [MgCl2] = 2 × 0,01 M = 0,02 M 3) AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) [Ag+] = [AgNO3] = 0,05 M 4) AlCl3(aq) → Al3+(aq) + 3Cl–(aq) [Cl–] = 3 × [AlCl3] = 3 × 0,015 M = 0,045 M Jadi, kristal AgCl paling mudah larut dalam larutan MgCl2 0,01 M.

5. Misal: VAgNO3 = VK2CrO4 = V mL

Ag2CrO4(s) 5×

mol AgNO3 = 0,01 M × V mL = 0,01V mmol mol K2CrO4 = 0,01 M × V mL = 0,01V mmol 2AgNO3(aq) + K2Cr2O4(aq) → Ag2CrO4(s) + 2KNO3(aq) Mula-mula : 0,01V mol 0,01V mol – – Reaksi : 0,01V mol 0,01V mol 0,01V mol 0,02V mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa

:

–

–

0,01V mol

0,02V mol

10–3

2Ag+(aq) + CrO42–(aq) 1 × 10–2 M

M

5 × 10–3 M

Qsp AgCrO4 = [Ag+]2 [CrO42–] = (1 × 10–2)2 (5 × 10–3) = 5 × 10–7 Ksp Ag2CrO4 = 6,0 × 10–12 Oleh karena, Qsp AgCrO4 > Ksp AgCrO4 sehingga terbentuk endapan Ag2CrO4.

0,01V mmol

[AgCrO4] = V mL + V mL = 5 × 10–3 M

A. Pilihan Ganda

Ag2SO4(s)

1. Jawaban: e CuI(s) Cu+(aq) + I–(aq) s

s

s

[Cu+][I–]

Ksp CuI = 1 × 10–14 = (s) (s)

10−14

s=

= 1 × 10–7 mol L–1 AgI(s) s

Ag+(aq) + I–(aq) s

s

Ksp AgI = [Ag+][I–] 1 × 10–16 = (s) (s)

1

[SO42–] = 2 [Ag+] 1

= 2 × 2,5 × 10–16 mol L–1 = 1,25 × 10–16 mol L–1 Ksp Ag2SO4 = [Ag+]2 [SO42–] = (2,5 × 10–16)2 (1,25 × 10–16) = 7,8125 × 10–48 = 8 × 10–48 Jadi, hasil kali kelarutan Ag2SO4 sebesar 8 × 10–48. 3. Jawaban: a 1) CuS(s) s

1 × 10−16

s=

2. Jawaban: d

=

jumlah partikel NA

2)

× 1 mL

= 0,1 mL = 1 × 10–4 L [Ag+] = =

mol Ag+ volume Ag+ 2,5 × 10--20 mol 1× 10 −4 L

s

s = 8,0 × 10 −37 = 8,9 × 10–19 mol L–1 [Cu2+] = 8,9 × 10–19 mol L–1 CuC2O4(s) Cu2+(aq) + C2O42–(aq) s

= 2,5 × 10–20 mol volume Ag+ = 2 tetes =

s

s

s

Ksp CuC2O4 = [Cu2+] [C2O42–] 4,4 × 10–10 = (s) (s) 4,4 × 10–10 = s2

15.000 6 × 1023

2 20

Cu2+(aq) + S2–(aq)

Ksp CuS = [Cu2+] [S2–] 8,0 × 10–37 = (s) (s) 8,0 × 10–37 = s2

= 1 × 10–8 mol L–1 Kelarutan CuI 10 × kelarutan AgI. Jadi, kelarutan CuI lebih besar daripada kelarutan AgI.

Mol Ag+ =

2Ag+(aq) + SO42–(aq)

3)

s = 4,4 × 10 −10 = 2,1 × 10–5 mol L–1 [Cu2+] = 2,1 × 10–5 mol L–1 Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH–(aq) s

s

[Cu2+]

2s

[OH–]2

Ksp Cu(OH)2 = 4,8 × 10–20 = (s) (2s)2 4,8 × 10–20 = 4s3

= 2,5 × 10–16 mol L–1

Kimia Kelas XI

99

s= =

4)

3

1,2 × 10 −20

s

= 2,3 × 10–7 2+ [Cu ] = 2,3 × 10–7 mol L–1 Cu(IO3)2(s) Cu2+(aq) + 2IO3–(aq) s

s

Ksp Cu(IO3)2 = 6,9 × 10–8 6,9 × 10–8

2)

s

3s

2s

[Cu2+] = 3s = 3 × 1,7 × 10–8mol L–1 = 5,1 × 10–8 mol L–1 Jadi, konsentrasi ion tembaga paling kecil terdapat pada larutan jenuh CuS. 4. Jawaban: e TIBr(s) TI+(aq) + Br –(aq) s s s Ksp TIBr = [TI+] [Br –] 4 × 10–6 = (s) (s) 4 × 10–6 = s2

s = 4,9 × 10−6 = 2,2 × 10–3 mol L–1 3)

s

s

Ksp BaCO3 = 2,6 × 10–9 = (s) (s)

[CO32–]

2,6 × 10−9

s=

= 5,1 × 10–5 mol L–1 4)


BaSO4(s) s

s

s

Ksp BaSO4 = [Ba2+] [SO42–] 1,1 × 10–10 = (s) (s) s=

1,1 × 10−10

= 1,0 × 10–5 mol L–1 Jadi, urutan kelarutan senyawa-senyawa tersebut dalam air dari yang paling sukar larut dalam air BaSO4 – BaCO3 – CaCO3 – CaSO4.

s

[Pb2+]

Ksp PbC2O4 = 9 × 10–9 = (s) (s) 9 × 10–9 = s2 V 1.000

L

= 5,68 × 10–4 gram Jadi, jumlah maksimum talium bromida yang dapat larut dalam 1 mL air pada suhu tersebut sebanyak 5,68 × 10–4 gram.

100

s

[Ba2+]

s

= 2 × 10–3 mol L–1 × 284 g mol–1 1 1.000

Ba2+(aq) + CO32–(aq)

BaCO3(s)

6. Jawaban: c PbC2O4(s) Pb2+(aq) + C2O42–(aq)

s = 4 × 10 −6 = 2 × 10–3 mol L–1 massa TIBr = s × Mr TIBr ×

s

4,9 × 10–6 = (s) (s)

−37 5 1,4 × 10 108

= 5 12,9 × 10 −40 = 1,7 × 10–8 mol L–1

s

Ksp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–]

Ksp Cu3(PO4)2 = [Cu2+]3 [PO43–]2 1,4 × 10–37 = (3s)3 (2s)2 1,4 × 10–37 = 108s5 s=


CaSO4(s)

3

s

s

s = 7,1× 10−9 = 8,4 × 10–5 mol L–1

2s

[IO3–] (2s)2

6,9 × 10 −8 4 = 2,6 × 10–3 mol L–1 2+ [Cu ] = 2,6 × 10–3 mol L–1 Cu3(PO4)2(s) 3Cu2+(aq) + 2PO43–(aq)

×

s

Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 7,1 × 10–9 = (s) (s)

[Cu2+]

= (s) = 4s3 s=

5)

5. Jawaban: a Semakin kecil kelarutan suatu zat, zat tersebut semakin sukar larut dalam air. Ca2+(aq) + CO32–(aq) 1) CaCO3(s)

−20 3 4,8 × 10 4


s

[C2O42–]

9 × 10 −9 = 9,5 × 10–5 mol L–1 = 9,5 × 10–5 mol L–1 × Mr PbC2O4 = 9,5 × 10–5 mol L–1 × 295 g mol–1 = 2,8 × 10–2 g L–1 Jadi, kelarutan PbC 2O 4 pada suhu tersebut sebesar 2,8 × 10–2 g L–1. s=

7. Jawaban: a Pemisahan ion Ag+ secara selektif dari larutan sampel dapat dilakukan dengan cara mengendapkan ion Ag+, sedangkan ion Mg2+ dan Sr2+ tetap larut dalam larutan sampel. Terbentuk atau tidaknya endapan dapat dilihat dari harga Ksp garam yang terbentuk. Semakin kecil harga Ksp maka semakin mudah garam tersebut mengendap. Hasil penambahan reagen-reagen ke dalam larutan sampel sebagai berikut. Ag+

Mg2+

Sr2+

KCl

Terbentuk endap- MgCl2 larut an AgCl

SrCl2 larut

KOH

Terbentuk endap- Terbentuk endap- Sr(OH)2 larut an AgOH an Mg(OH)2

K2SO4

Terbentuk endap- MgSO4 larut an Ag2SO4

K3PO4

Terbentuk endap- Terbentuk endap- Terbentuk endapan Ag3PO4 an Mg3(PO4)2 an Sr3(PO4)2

K2CO3

Terbentuk endap- Terbentuk endap- Terbentuk endapan Ag2CO3 an MgCO3 an SrCO3

Terbentuk endapan SrSO4

Jadi, ion Ag+ dapat dipisahkan dalam larutan sampel dengan cara menambahkan reagen KCl 0,1 M. 8. Kelarutan ZnS dalam larutan K2S 0,02 M sebesar . . . . (Ksp ZnS = 2,0 × 10–25) a. 1,0 × 10–13 mol L–1 b. 1,4 × 10–13 mol L–1 c. 1,0 × 10–23 mol L–1 d. 1,4 × 10–23 mol L–1 e. 2,0 × 10–23 mol L–1 Jawaban: c ZnS(s) Zn2+(aq) + S2–(aq) s

s

3,6 × 10–5 = s2 = 6 × 10–3 mol L–1 Volume air yang menguap = 500 mL – 125 mL = 375 mL = 0,375 L Jumlah endapan SrCrO 4 yang terbentuk tergantung pada jumlah air yang menguap. Mol SrCrO4 yang mengendap setelah 375 mL air diuapkan. = 0,375 L × 6 × 10–3 mol L–1 = 2,25 × 10–3 mol Massa SrCrO4 yang mengendap = mol SrCrO4 × Mr SrCrO4 = 2,25 × 10–3 mol × 204 g mol–1 = 0,459 gram Jadi, massa SrCrO4 yang mengendap setelah penguapan sebanyak 0,459 gram. 10. Jawaban: c 1) AgI, Ksp = 10–16 AgI(s) Ag+(aq) + l–(aq) s

0,04 M

2)

s = 10−16 = 1 × 10–8 mol L–1 AgCI, Ksp = 10–10 AgCI(s) Ag+(aq) + Cl–(aq) s

0,02 M

3)

s

2s

Ksp Ag2S =

9. Jawaban: d Misal: kelarutan SrCrO4 = s mol L–1 SrCrO4(s) Sr2+(aq) + CrO42–(aq) [Sr2+]

Ksp SrCrO4 = 3,6 × 10–5 = (s) (s)

[Ag+]2

s

[S2–]

10–51 = (2s)2 (s)

2 × 10 2 × 10−2

s

s

s = 10−10 = 1 × 10–5 mol L–1 Ag2S, Ksp = 10–51 Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2–(aq)

= 4s3

= 1 × 10–23 mol L–1 Jadi, kelarutan ZnS dalam larutan K2S 0,02 M sebesar 1 × 10–23 mol L–1.

s

s

Ksp AgCI = [Ag+] [Cl–] 10–10 = s2

--25

s=

s

10–16 = s2

s

Berdasarkan reaksi tersebut diperoleh [S 2– ] = (s + 0,02) M. Oleh karena s << 0,02 M maka s diabaikan sehingga [S2–] = 0,02 M. Ksp ZnS = [Zn2+] [S2–] 2 × 10–25 = (s) (0,02)

s

Ksp AgI = [Ag+] [l–]

K2S(aq) → 2K+(aq) + S2–(aq) 0,02 M

3,6 × 10 −5

s=

s

[CrO42–]

s= 4)

3

10 −51 4

= 6,3 × 10–18 mol L–1 Ag2CO3, Ksp = 10–11 Ag2CO3(s) 2Ag+(aq) + CO32–(aq) s

2s

s

Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32–]

Kimia Kelas XI

101

2)

10–11 = (2s)2 (s)

s

= 4s3 3

s=

s

s

10 −11 4

2s

s

Ksp Ag2CrO4 = [Ag+]2 [CrO42–] 10–12 = (2s)2 s = 4s3

s= 3)

3

10 4

= 6,3 × 10–5 mol L–1 Jadi, garam yang paling sukar larut adalah Ag2S karena mempunyai harga kelarutan paling kecil. 11. Jawaban: d Misal: kelarutan MnCO3 = s mol L–1 MnCO3(s) Mn2+(aq) + CO32–(aq) s

s

s

[Mn2+]

Ksp MnCO3 = 2 × 10–11 = (s) (s) 2 × 10–11 = s2

[CO32–]

M2 =

--1

4,5 × 10 mol L 100

= 4,5 × 10–8 mol L–1 Jadi, kelarutan MnCO3 setelah diencerkan 100 kali adalah 4,5 × 10–8 mol L–1. 12. Jawaban: b Ksp AgI = Ksp AgCI = Ksp Ag2CO3 = y 1) AgI(s) Ag+(aq) + I–(aq) s

s

[Ag+]

Ksp AgI = y = (s)(s) y = s2 s=

[I–]

s

y

s


2s

s

Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32–] y = (2s)2 (s) y = 4s3 s=

3y

4

Jadi, hubungan kelarutan ketiga larutan tersebut yaitu s AgI = s AgCl > s Ag2CO3. 13. Jawaban: e [Ni2+] = [NiCl2] =

0,001mol 1L

= 10–3 M

Agar Ni(OH)2 tidak mengendap maka Qsp Ni(OH)2 = Ksp Ni(OH)2. Qsp Ni(OH)2 = Ksp Ni(OH)2

[OH–]2 =

5 × 10--16 1 × 10 −3

= 5 × 10–13 [OH–] = 5 × 10 −13 = 7,1 × 10–7 Ketika NH 4Cl ditambahkan ke dalam larutan tersebut, NH4Cl dan NH4OH akan membentuk larutan penyangga yang bersifat basa. mol NH4OH

[OH–] = Kb × mol NH Cl 4

0,01mol

7,1 × 10–7 = 10–5 × mol NH Cl 4 mol NH4Cl =

1 × 10--7 7,1 × 10--7

= 0,14 mol

Jadi, jumlah NH4Cl yang harus ditambah sebanyak 0,14 mol. 14. Jawaban: c pH = 8 pOH = 14 – 8 = 6 –log [OH–] = 6 [OH–] = 10–6 [Mn2+] = [Mn(NO3)2] = 0,01 M Mn(OH)2(s)

102

2Ag+(aq) + CO32–(aq)

[Ni2+] [OH–]2 = 5 × 10–16 (10–3) [OH–]2 = 5 × 10–16

s = 2 × 10 −11 = 4,5 × 10–6 mol L–1 Larutan jenuh MnCO3 diencerkan 100 kali: M1 = s = 4,5 × 10–6 mol L–1 Misal: V1 = V L V2 = 100 V L V1 × M1 = V2 × M2 V × (4,5 × 10–6 = 100 V × M2 --6

y

Ag2CO3(s)

−12

s=

s

Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–] y = (s) (s) y = s2

= 1,4 × 10–4 mol L–1 Ag2CrO4, Ksp = 10–12 Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42–(aq)

5)

Ag+(aq) + Cl–(aq)

AgCl(s)

Mn2+(aq) + 2OH–(aq)

Qsp Mn(OH)2 = [Mn2+][OH–]2 = (0,01)(10–6)2 = 1 × 10–14 Ksp Mn(OH)2 = 1,9 × 10–13 Oleh karena Qsp < Ksp maka tidak terbentu kendapan Mn(OH)2. 15. Jawaban: d Pb(OH)2(s)

Pb2+(aq) + 2OH–(aq)

s

s

2s

Ksp Pb(OH)2 = [Pb2+] [OH–]2 1,4 × 10–20 = (s) (2s)2 1,4 × 10–20 = 4s3 s=

3

1,4 × 10 4

−20

= 1,5 × 10–7 mol L–1 [OH–] = 2s = 2 × 1,5 × 10–7 = 3,0 × 10–7 pOH = –log [OH–] = –log (3,0 × 10–7) = 7 – log 3,0 pH = 14 – (7 – log 3,0) = 7 + log 3,0 16. Jawaban: b Ksp Mg(OH)2 = 2 × 10–11 [MgCl2] = 1 × 10–3 mol dm–3 = 1 × 10–3 M MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) 1 × 10–3 M

[Mg2+]

1 × 10–3 M

10–3

2 × 10–3 M

dm–3

=1× mol = 1 × 10–3 M Endapan mulai terbentuk jika Ksp Mg(OH)2 = Qsp Mg(OH)2. Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH–(aq)

17. Jawaban: d Kelarutan PbF2 dalam larutan NaF 0,04 M = 2 × 10–5 mol L–1 PbF2(s) Pb2+(aq) + 2F–(aq) 2 × 10–5 M

2 × 10–5 M

NaF(aq) →

Na+(aq)

0,04 M

0,04 M

s

s

2s

Penambahan ion sejenis tidak mengubah harga Ksp. Ksp PbF2 = [Pb2+] [F–]2 3,2 × 10–8 = (s) (2s)2 3,2 × 10–8 = 4s3 s=

3

3,2 × 10 −8 4

= 2 × 10–3 mol L–1 Jadi, kelarutan PbF2 dalam air sebesar 2 × 10–3 mol L–1. 18. Jawaban: a R = 0,08 L·atm mol–1 K–1 P = 38 cmHg = 0,5 atm T = (27 + 273) K = 300 K VHCl = 12 mL = 0,012 L VNH3 = 48 mL = 0,048 L P × VHCl

nHCl = R × T

0,5 atm × 0,012 L

= 0,08 L atm mol−1 K −1 × 300 K =

2 × 10 −11 1× 10 −3

= 2 × 10–8 = 1,4 × 10–4 M pOH = –log [OH–] = –log (1,4 × 10–4) = 4 – log 1,4 = 3,85 pH = pKw – pOH = 14 – 3,85 = 10,15 Jadi, endapan mulai terbentuk pada pH 10,15.

0,04 M

Ksp PbF2 = [Pb2+] [F–]2 = (2 × 10–5) (0,04)2 = 3,2 × 10–8 Misal: kelarutan PbF2 dalam air = s mol L–1. PbF2(s) Pb2+(aq) + 2F–(aq)

2 × 10–11 = (1 × 10–3) [OH–]2

[OH–]

+ F–(aq)

Berdasarkan persamaan reaksi tersebut diperoleh: [Pb2+] = 2 × 10–5 M [F–] = (4 × 10–5 + 0,04) M Oleh karena 4 × 10–5 << 0,04 M maka 4 × 10–5 M diabaikan sehingga [F–] = 0,04 M.

Ksp Mg(OH)2 = Qsp Mg(OH)2 2 × 10–11 = [Mg2+] [OH–]2 [OH–]2 =

4 × 10–5 M

0,006 mol 24

= 0,00025 mol = 0,25 mmol nNH = 3

P × VNH 3 R ×T

0,5 atm × 0,048 L

= 0,08 L atm mol−1 K −1 × 300 K =

0,024 24

= 0,001 mol = 1 mmol

Kimia Kelas XI

103

HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O( ) Mula-mula: 0,25 1 – – Reaksi : 0,25 0,25 0,25 0,25 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 0,75 0,25 0,25

Berdasarkan reaksi di atas diperoleh bahwa di dalam campuran terdapat sisa basa lemah dan garam. Sisa basa lemah dan garam tersebut membentuk larutan penyangga basa sehingga pH larutan dapat dihitung sebagai berikut.

0,75 0,25

= 7,3 × 10–4 mol L–1 = 3s = 3 × 7,3 × 10–4 M = 2,19 × 10–3 M Jadi, konsentrasi ion IO3– dalam larutan jenuh La(IO3)3 adalah 2,19 × 10–3 M.

s

s=

Qsp Mg(OH)2 = Ksp Mg(OH)2

= 2,2 × 10–3 M Jadi, konsentrasi Mg2+ pada larutan jenuh tersebut adalah 2,2 × 10–3 M. 2)

Ksp LSO4 = [L2+] [SO42–] 1,0 × 10–10 = (s) (s) 1,0 × 10–10 = s2 1,0 × 10 −10 = 1 × 10–5 mol L–1 [LSO4] = s = 1 × 10–5 mol L–1 s=

[LSO4] =

1 × 10–5 =

5,825 × 10-- 4 M r LSO 4

×

20. Jawaban: b La(IO3)3(s) La3+(aq) + 3IO–3(aq) s

s

3s

Ksp La(IO3)3 = [La3+] [IO–3] 7,5 × 10–12 = (s) (3s)3 7,5 × 10–12 = 27s4

104


3

5 × 10 −16 4

= 5,0 × 10–6 mol L–1 [OH–]

1.000 250

Mr LSO4 = 233 g mol–1 Ar L + Ar S + (4 × Ar O) = 233 g mol–1 Ar L + 32 g mol–1 + (4 × 16 g mol–1) = 233 g mol–1 Ar L = (233 – 96) g mol–1 = 137 g mol–1 Jadi, massa atom relatif L adalah 137 g mol–1.

2 × 10 −13 4

= 2s = 2 × 3,7 × 10–5 = 7,4 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log (7,4 × 10–5) = 5 – log 7,4 = 5 – 0,87 = 4,13 pH = 14 – 4,13 = 9,87 Ni(OH)2 (Ksp = 5 × 10–16) Ni2+(aq) + 2OH–(aq) Ni(OH)2(s) s s 2s Ksp Ni(OH)2 = [Ni2+] [OH–]2 5 × 10–16 = (s) (2s)2 5 × 10–16 = 4s3 s=

1.000 V

×

3

[OH–]

2 × 10 −12 9 × 10 −10

massa LSO4 Mr LSO4

2s

= 3,7 × 10–5 mol L–1

[Mg2+][OH–]2 = 2 × 10–12 [Mg2+](3 × 10–5)2 = 2 × 10–12

19. Jawaban: c Massa LSO4 = 0,5825 mg = 5,825 × 10–4 g

s

Ksp Mn(OH)2 = [Mn2+] [OH–]2 2 × 10–13 = (s) (2s)2 2 × 10–13 = 4s3

Mg2+(aq) + 2OH–(aq)

[Mg2+] =

7,5 × 10 −12 27

[IO–3]

= 3 × 10–5 Pada larutan tepat jenuh Ksp Mg(OH)2 = Qsp Mg(OH)2. Mg(OH)2(s)

4

21. Jawaban: a 1) Mn(OH)2 (Ksp = 2 × 10–13) Mn(OH)2(s) Mn2+(aq) + 2OH–(aq)

mol NH4OH

[OH–] = Kb × mol NH Cl 4 = 10–5 ×

s=

3)

= 2s = 2 × 5,0 × 10–6 = 1,0 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log (1,0 × 10–5) = 5 – log 1 = 5 pH = 14 – 5 = 9 Co(OH)2 (Ksp = 6 × 10–15) Co(OH)2(s) Co2+(aq) + 2OH–(aq) s s 2s Ksp Co(OH)2 = [Co2+] [OH–]2 6 × 10–15 = (s) (2s)2 6 × 10–15 = 4s3 s=

3

6 × 10 −15 4

= 1,1 × 10–5 mol L–1

4)

[OH–] = 2s = 2 × 1,1 × 10–5 = 2,2 × 10–5 pOH = –log [OH–] = –log (2,2 × 10–5) = 5 – log 2,2 = 5 – 0,34 = 4,66 pH = 14 – 4,66 = 9,34 Zn(OH)2 (Ksp = 3 × 10–17) Zn(OH)2(s) Zn2+(aq) + 2OH–(aq) s s 2s Ksp Zn(OH)2 = [Zn2+] [OH–]2 3 × 10–17 = (s) (2s)2 3 × 10–17 = 4s3 s=

5)

3

3 × 10 −17 4

= 1,9 × 10–6 mol L–1 [OH–] = 2s = 1,9 × 10–6 = 3,8 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log (3,8 × 10–6) = 6 – log 3,8 = 6 – 0,58 = 5,42 pH = 14 – 5,42 = 8,58 Pb(OH)2 (Ksp = 1 × 10–20) Pb2+(aq) + 2OH–(aq) Pb(OH)2(s) s s 2s Ksp Pb(OH)2 = [Pb2+] [OH–]2 1 × 10–20 = (s) (2s)2 1 × 10–20 = 4s3 s=

3

1 × 10 −20 4

= 1,4 × 10–7 mol L–1 [OH–] = 2s = 2 × 1,4 × 10–7 = 2,8 × 10–7 pOH = –log [OH–] = –log (2,8 × 10–7) = 7 – log 2,8 = 7 – 0,45 = 6,55 pH = 14 – 6,55 = 7,45 Jadi, larutan jenuh yang mempunyai pH paling tinggi adalah Mn(OH)2. 22. Jawaban: b Mol CaCrO4 = VCaCrO4 × MCaCrO4 = 100 mL × 0,4 M = 40 mmol

Mol AgNO3 = VAgNO3 × MAgNO3 = 100 mL × 0,4 M = 40 mmol Vtotal = VCaCrO4 + VAgNO3 = 100 mL + 100 mL = 200 mL CaCrO4(aq) + 2AgNO3(aq) → Ca(NO3)2(aq) + Ag2CrO4(s) Mula-mula: 40 40 – – Reaksi : 20 40 20 20 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 20 – 20 20

[Ag2CrO4] = =

mol Ag2CrO4 volume total 20 mmol 200 mL

= 0,1 M 2Ag+(aq) + CrO42–(aq) Ag2CrO4(s) 0,1 M

0,2 M

0,1 M

[Ag+]2 [CrO42–] (0,2)2 (0,1)

Qsp Ag2CrO4 = = = 4 × 10–3 Qsp Ag2CrO4 > Ksp Ag2CrO4 sehingga terbentuk endapan Ag2CrO4. s = [Ag2CrO4] = 0,1 = Massa Ag2CrO4 =

massa Ag2CrO4 Mr Ag2CrO4

massa Ag 2CrO4 332 0,1 × 332 × 200 = 1.000

×

1.000 V

× 1.000 200

6,64 gram

Jadi, massa Ag2CrO4 yang mengendap sebanyak 6,64 gram. 23. Jawaban: b BaSO3(s) Ba2+(aq) + SO32–(aq) s

s

s

Ksp BaSO3 = [Ba2+] [SO32–] 5 × 10–10 = (s) (s) 5 × 10–10 = s2 s = 5 × 10 −10 = 2,2 × 10–5 M [BaSO3] = s = 2,2 × 10–5 =

massa BaSO3 Mr BaSO3

massa BaSO3 217

massa BaSO3 =

×

×

1.000 V

1.000 200

2,2 × 10--5 × 217 5

= 9,55 × 10–4 gram Jadi, massa BaSO3 yang terkandung dalam 200 mL larutan jenuhnya sebanyak 9,55 × 10–4 gram.

Kimia Kelas XI

105

Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 10–8 = (s) (s) 10–8 = s2

24. Jawaban: d Misal: [Ag+] = [Ca2+] = [Ba2+] = [Sr2+] = [Pb2+] = y M 1)

Ag2SO4; Ksp = 1,4 × 10–5 Ag2SO4(s) 2Ag+(aq) + SO42–(aq) Ksp Ag2SO4 = [Ag+]2 [SO42–] 1,4 × 10–5 = (y)2 [SO42–] [SO42–] =

2)

CaCl2(s) →

3)

0,01 M

1,1 × 10-- 10 y

4)

1)

Air murni CaCO3(s) s

106

s


s

+

0,02 M

CO32–(aq) 0,01 M

Na2CO3 0,01 M CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32–(aq)

0,01 M

5)

s

s

2Na+(aq) 0,02 M

+ CO32–(aq) 0,01 M

Oleh karena s << 0,01 M maka s diabaikan sehingga [CO32–] = 0,01 M. Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 10–8 = (s) (0,01) s = 1 × 10–6 M Kelarutan CaCO3 dalam larutan Na 2CO 3 0,01 M sebesar 1 × 10–6 M. Ca3(PO4)2 0,01 M CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32–(aq) s

s

Ca3(PO4)2(s) → 0,01 M

Ca2+(aq) + CO32–(aq)

s

2K+(aq)

Na2CO3(s) →

Jadi, larutan yang mula-mula mengendap adalah BaSO4 karena membutuhkan larutan K2SO4(ion SO42–) paling sedikit.

26. Jawaban: e Ksp CaCO3 = 10–8

0,02 M

s

s

9 × 10-- 6 y

25. Jawaban: d Ca3(PO4)2(s) 3Ca2+(aq) + 2PO43–(aq) Ksp Ca3(PO4)2 = [Ca2+]3 [PO43–]2

0,01 M

Oleh karena s < 0,01 M maka s diabaikan sehingga [CO32–] = 0,01 M. Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 10–8 = (s) (0,01) s = 1 × 10–6 M Kelarutan CaCO 3 dalam larutan K 2 CO 3 0,01 M sebesar 1 × 10–6 M.

CaSO4; Ksp = 9 × 10–6 CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42–(aq) Ksp CaSO4 = [Ca2+] [SO42–] 9 × 10–6 = (y) [SO42–] [SO42–] =

+ 2Cl–(aq)

Oleh karena s << 0,01 M maka s diabaikan sehingga [Ca2+] = 0,01 M. Ksp CaCl2 = [Ca2+] [CO32–] 10–8 = (0,01) (s) s = 1 × 10–6 M Kelarutan CaCO 3 dalam larutan CaCl 2 0,01 M sebesar 1 × 10–6 M. K2CO3 0,01 M CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32–(aq) K2CO3(s) →

-- 8

s

Ca2+(aq)

s

BaSO4; Ksp = 1,1 × 10–10 BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42–(aq) Ksp BaSO4 = [Ba2+] [SO42–] 1,1 × 10–10 = (y) [SO42–] [SO42–] =

5)

1,7 × 10 y

s

0,01 M

2,5 × 10-- 7 y

PbSO4; Ksp = 1,7 × 10–8

[SO42–] =

CaCl2 0,01 M CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32–(aq) s

1,4 × 10--5 y2

PbSO4(s) Pb2+(aq) + SO42–(aq) Ksp PbSO4 = [Pb2+] [SO42–] 1,7 × 10–8 = (y) [SO42–]

4)

2)

SrSO4; Ksp = 2,5 × 10–7 SrSO4(s) Sr2+(aq) + SO42–(aq) Ksp SrSO4 = [Sr2+] [SO42–] 2,5 × 10–7 = (y) [SO42–] [SO42–] =

3)

−8 s = 10 = 10–4 M

s

3Ca2+(aq) 0,03 M

+ 2PO43–(aq) 0,02 M

Oleh karena s << 0,03 M maka s diabaikan sehingga [Ca2+] = 0,03 M.

Ksp CaCO3 = [Ca2+] [CO32–] 10–8 = (0,03) (s) s = 3,3 × 10–7 M Kelarutan CaCO3 dalam larutan Ca3(PO4)2 0,01 M sebesar 3,3 × 10–7 M. Jadi, kelarutan CaCO3 paling kecil terdapat pada larutan Ca3(PO4)2 0,01 M. 27. Jawaban: c pH = 7 + log 2 pOH = 14 – (7 + log 2) = 7 – log 2 [OH–] = 2 × 10–7 X(OH)3(s) X 3+(aq) + 3OH–(aq) 2 3

× 10–7 ≈ 2 × 10–7

2

= ( 3 × 10–7)(2 × 10–7)3 = 5,3 × 10–28

28. Jawaban: b Kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh adanya ion sejenis, suhu, dan jenis pelarut. Adanya ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu zat. Secara umum kelarutan suatu zat akan semakin besar seiring meningkatnya suhu. Zat polar akan mudah larut dalam pelarut polar dan zat nonpolar akan mudah larut dalam pelarut nonpolar. Dengan demikian, kelarutan MgF2 dalam NaF 0,1 M lebih kecil daripada kelarutannya dalam air. Kelarutan MgF2 dalam air dipengaruhi oleh ion sejenis dalam senyawa NaF serta suhu. 29. Jawaban: c pH = 11 + log 5 pOH = 14 – (11 + log 5) = 3 – log 5 [OH–] = 5 × 10–3 Cd(OH)2(s) Cd2+(aq) + 2OH–(aq) Ksp Cd(OH)2 = [Cd2+] [OH–]2 7,2 ×

=

[Cd2+](5

×

7,2 × 10 2,5 × 10 −5

= 2,88 × 10–10 M Jadi, kelarutan Cd(OH)2 dalam larutan NaOH dengan pH = 11 + log 5 adalah 2,88 × 10–10 M. 30. Jawaban: d Mg(OH)2(s) s

= 1,14 × 10–4 M Kelarutan Mg(OH)2 dalam air sebesar 1,14 × 10–4 M. Ketika ditambah asam klorida, ion H + akan bereaksi dengan ion OH–. Akibatnya ion OH– berkurang dan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga kelarutan Mg(OH) 2 semakin besar. Penambahan larutan MgCl2 (ion sejenis) akan memperkecil kelarutan Mg(OH)2. Semakin tinggi suhunya, kelarutan Mg(OH)2 semakin besar. Jadi, penyertaan yang benar mengenai kelarutan Mg)OH)2 ditunjukkan oleh angka 2) dan 4). B. Uraian s

6 × 10–12 = (s) (2s)2 6 × 10–12 = 4s3

3s

s=

s

4

1,0 × 10 −22 27

= 1,39 × 10–6 mol L–1 = 1,39 × 10–6 mol L–1 × Mr Ag3AsO4 = 1,39 × 10–6 mol L–1 × 463 g mol–1 = 6,44 × 10–4 g L–1 Jadi, kelarutan Ag3ASO4 sebesar 6,44 × 10–4 g L–1. 2. Misal: kelarutan SrF2 = s mol L–1 SrF2(s) Sr2+(aq) + 2F–(aq) s

s

2s

[Sr2+]

Ksp SrF2 = [F–]2 3,0 × 10–9 = (s) (2s)2 3,0 × 10–9 = 4s3 s=

3

3,0 × 10 −9 4

[F–]

= 2s = 2 × 9,1 × 10–4 mol L–1 = 1,82 × 10–3 mol L–1 Garam SrF 2 bersifat basa karena ketika terhidrolisis dalam air menghasilkan ion OH–. F–(aq) + H2O( ) HF(aq) + OH–(aq)

Mg2+(aq) + 2OH–(aq)

Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+] [OH–]2

3Ag+(aq) + AsO43–(aq)

Ksp Ag3AsO4 = [Ag+]3 [AsO43–] 1,0 × 10–22 = (3s)3 (s) 1,0 × 10–22 = 27s4

[OH–] = s

6 × 10 −12 4

= 9,1 × 10–4 mol L–1

10–3)2

--1 5

[Cd2+] =

3

1. Ag3AsO4(s)

Ksp X(OH)3 = [X 3+] [OH–]3

10–15

s=

2s

=

Kw Ka

× [F − ]

10 −14 6 × 10 −4

× 1,82 × 10 −3

= 1,74 × 10–7

Kimia Kelas XI

107

pOH = –log [OH–] = –log(1,74 × 10–7) = 7 – log 1,74 pH = 14 – (7 – log 1,74) = 7 + log 1,74 Jadi, pH larutan jenuh SrF2 sebesar 7 + log 1,74. 4. Mol NH4OH = MNH4OH × VNH4OH = 0,2 M × 100 mL = 20 mmol Mol HCl = MHCl × VHCl = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol

a.

s

–

10 mmol

10 mmol

mol NH4OH 10 mmol

= 1 × 10–5 × 10 mmol = 1 × 10–5 Pada saat larutan tepat jenuh: Qsp Zn(OH)2 = Ksp Zn(OH)2 [Zn2+] [OH–]2 = Ksp Zn(OH)2 [Zn2+] (10–5)2 = 1 × 10–15

c.

Konsentrasi ion OH– dalam 200 mL larutan: 100 mL

[OH–] = 200 mL × 10–3 M = 5 × 10–4 M Konsentrasi setiap ion: 100 mL

[Co2+] = 200 mL × 2 × 10–6 M = 1 × 10–6 M 100 mL

[Fe2+] = 200 mL × 2 × 10–6 M = 1 × 10–6 M [Ca2+] = 200 mL × 2 × 10–6 M = 1 × 10–6 M


s

2s

10–6)(5

Qsp Ca(OH)2 = (1 × × 10–4)2 –13 = 2,5 × 10 Qsp Ca(OH)2 < Ksp Ca(OH)2 sehingga tidak terbentuk endapan Ca(OH)2. Jadi, hidroksida yang mengendap adalah Co(OH)2 dan Fe(OH)2. 6. a.

Kelarutan Cd(OH)2 dalam air murni Cd(OH)2(s) Cd2+((aq) + 2OH–(aq) s

s

2s

[Cd2+][OH–]2

KspCd(OH)2 = 1 × 10–14 = (s)(2s)2 1 × 10–14 = 4s3

1 × 10 1 × 10--1 0

pH = 11 pOH = 14 – pH = 14 – 11 =3 –log [OH–] = 3 –log [OH–] = –log 10–3 [OH–] = 10–3 M

Ca(OH)2, Ksp = 5,5 × 10–6 Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH–(aq) s

= 1 × 10–5 Jadi, konsentrasi ion Zn2+ pada saat larutan tepat jenuh adalah 1 × 10–5 M.

108

2s

Qsp Fe(OH)2 = (1 × × 10–4)2 = 2,5 × 10–13 Qsp Fe(OH)2 > Ksp Fe(OH)2 sehingga terbentuk endapan Fe(OH)2.

--15

100 mL

s

10–6)(5

[OH–] = Kb × mol NH Cl 4

5.

Fe(OH)2, Ksp = 8 × 10–15 Fe(OH)2(s) Fe2+(aq) + 2OH–(aq) s

Oleh karena terdapat sisa basa lemah (NH4OH) dan garamnya (NH4Cl) maka terbentuk larutan penyangga basa.

[Zn2+] =

2s

Qsp Co(OH)2 = (1 × × 10–4)2 –13 = 2,5 × 10 Qsp Co(OH)2 > Ksp Co(OH)2 sehingga terbentuk endapan Co(OH)2.

NH4OH(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) + H2O( )

: 10 mmol

s

10–6)(5

b.

Mula-mula: 20 mmol 10 mmol – – Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa

Co(OH)2, Ksp = 2 × 10–16 Co(OH)2(s) Co2+(aq) + 2OH–(aq)

s=

b.

−14 3 1× 10

4

= 1,4 × 10–5 M Jadi, kelarutan Cd(OH)2 dalam air murni sebesar 1,4 × 10–5 M. Kelarutan Cd(OH) 2 dalam larutan kOH dengan pH = 10 pH = 10 pOH = 14 – 10 = 4 [OH–] = 10–4 Ksp Cd(OH)2 = [Cd2+][OH–]2 1 × 10–14 = [Cd2+] (10–4)2 1 × 10–14 = (s) (10–8) s=

1 × 10 −14 1 × 10 −8

= 1 × 10–6 M Jadi, kelarutan Cd(OH)2 dalam larutan KOH dengan pH = 10 sebesar 1 × 10–6 M.

7. Berdasarkan harga Ksp kedua zat tersebut diketahui bahwa Co(OH)2 lebih mudah mengendap daripada Cd(OH)2. [Co2+] = [Cd2+] = 10–2 M Pada larutan jenuh Cd(OH)2: Qsp Cd(OH)2 = Ksp Cd(OH)2 [Cd2+] [OH–]2 = 1,0 × 10–14 (10–2) [OH–]2 = 1,0 × 10–14 [OH–]2 =

1 × 10 −14 1 × 10 −2

= 1,0 × 10–12 = 1,0 × 10–6 pOH = –log (1 × 10–6) = 6 pH = 14 – 6 = 8 Pada pH = 8 larutan Cd2+ belum mengendap sebagai Cd(OH)2 sedangkan pada larutan Co2+: pH = 8 pOH = 6 → [OH–] = 10–6 [Co2+] = 10–2 Qsp Co(OH)2 = [Co2+][OH]2 = (10–2) (10–6)2 = 10–14 Oleh karena Qsp Co(OH)2 > Ksp Co(OH)2 maka terbentuk ke endapan Co(OH)2. Pada larutan jenuh Co(OH)2: Qsp Co(OH)2 = Ksp Co(OH)2 [Co2+] [OH–]2 = 2,0 × 10–16 (10–2) [OH–]2 = 2,0 × 10–16 [OH–]

--16

[OH–]2 =

2,0 × 10 1,0 × 10 −2

= 2,0 × 10–14 [OH–] = 1,4 × 10–7 pOH = –log [OH–] = –log (1,4 × 10–7) = 7 – log 1,4 pH = 14 – (7 – log 1,4) = 7 + log 1,4 Pada pH = 7 + log 1,4 larutan Co 2+ belum mengendap sebagai Co(OH)2 sedangkan pada larutan Cd2+: Qsp Cd(OH)2 = [Cd2+][OH–]2 = (10–2)(1,4 × 10–7)2 = 2 × 10–16 Qsp Cd(OH)2 < Ksp Cd(OH)2 sehingga tidak terbentuk endapan Cd(OH)2. Jadi, daerah pH yang memungkinkan untuk memisahkan ion Co2+ dan Cd2+ adalah 7 + log 1,4 < pH ≤ 8, yaitu saat ion Co2+ mengendap sebagai Co(OH) 2 sedangkan ion Cd 2+ tetap sebagai larutan. X2+(aq) + 2Y–(aq) 8. XY2(s) Ksp XY2 = 1 × 10–10

Volume total = 250 mL + 250 mL = 500 mL = 0,5 L [X2+] = [Y–] =

mol X 2+ volume total mol Y 2+ volume total

4 × 10 −3 mol 0,5 L

= =

2 × 10 −3 mol 0,5 L

= 8 × 10–3 M = 4 × 10–3 M

Qsp XY2 = [X2+][Y–]2 = (8 × 10–3)(4 × 10–3)2 = (8 × 10–3)(16 × 10–6) = 128 × 10–9 = 1,28 × 10–7 Oleh karena Qsp XY2 > Ksp XY2 maka terbentuk endapan XY2. 9. V = 1 tetes =

1 20

× 1 mL = 5 × 10–2 mL = 5 × 10–5 L

Massa NiS = 9,1 × 10–14 mg = 9,1 × 10–17 g NiS(s) = =

massa NiS Mr NiS

×

9,1 × 10--17 91

1.000 V

1.000

× 5 × 10−5 –11 = 2 × 10 M NiS(s) Ni2+(aq) + S2–(aq) 2 × 10–11 M

2 × 10–11 M

2 × 10–11 M

[Ni2+][S2–]

Ksp NiS = = (2 × 10–11)(2 × 10–11) = 4 × 10–22 Jadi, Ksp NiS pada suhu tersebut adalah 4 × 10–22. 10. MgCl2(aq) → Mg2+(aq) + 2Cl–(aq) 0,002 M

0,002 M

0,004 M

Na2CO3(aq) + MgCl2(aq) → MgCO3 + 2NaCl(aq) Endapan MgCO3 mulai terbentuk saat larutan tepat jenuh. Qsp MgCOH3 = Ksp MgCO3 [Mg2+] [CO32–] = 6 × 10–6 (2 × 10–3) [CO32–] = 6 × 10–6 [CO32–] =

6 × 10--6 2 × 10 −3

= 3,0 × 10–3

Na2CO3(aq) → 2Na+(aq) + CO32–(aq) [Na2CO3] = [CO32–] = 3 × 10–3 M Mol Na2CO3 = [Na2CO3] × volume larutan = 3 × 10–3 M × 0,1 L = 3 × 10–4 mol Massa Na2CO3 = mol Na2CO3 × Mr Na2CO3 = 3 × 10–4 mol × 106 g mol-1 = 0,0318 g Jadi, massa Na2CO3 yang ditambahkan agar mulai terbentuk endapan MgCO 3 sebanyak 0,0318 g.

Kimia Kelas XI

109

Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. mendeskripsikan sistem koloid, sifat, dan cara pembuatannya. 2. menjelaskan penerapan sistem koloid dalam kehidupan sehari-hari dan industri. 3. merancang pembuatan sistem koloid berdasarkan cara dispersi atau kondensasi. Berdasarkan pengetahuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa berupa sistem koloid dan memanfaatkannya untuk memenuhi kebutuhan seharihari. 2. berperilaku teliti, objektif, kritis, kerja sama, saling menghargai, dan santun dalam pengamatan dan diskusi.

Koloid Mempelajari

Sistem Dispersi Koloid

Sifat-Sifat Koloid

Mencakup

Mencakup • • • •

Sol Aerosol Emulsi Busa

Pembuatan Koloid

• • • • • • • •

Efek Tyndall Gerak Brown Elektroforesis Adsorpsi Koagulasi Dialisis Koloid Pelindung Koloid Liofil dan Liofob

Penerapan Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari dan Industri

Mencakup • •

Cara Kondensasi Cara Dispersi

Mencakup • • • •

Bidang Bidang Bidang Bidang

Industri Makanan Farmasi Kosmetik

Mampu • • • • • • • • • • • •

110

Koloid

Mendeskripsikan sistem koloid dan perbedaannya dengan sistem dispersi yang lain. Menyebutkan dan menjelaskan jenis-jenis koloid. Menjelaskan sifat-sifat koloid. Menjelaskan penerapan sifat-sifat koloid dalam berbagai bidang. Menjelaskan pembuatan koloid secara kondensasi dan dispersi. Menjelaskan penggunaan koloid dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Menyajikan laporan tertulis hasil identifikasi koloid di lingkungan sekitar. Menyajikan data hasil percobaan dan laporan mengenai sifat dan pembuatan koloid. Menyajikan produk dan laporan mengenai pembuatan produk koloid secara sederhana. Mensyukuri karunia Tuhan Yang Maha Esa berupa sistem koloid dan memanfaatkannya untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Bersikap teliti, cermat, objektif, dan kritis saat melakukan pengamatan dalam percobaan. Menghargai pendapat orang lain dan berbahasa santun saat berdiskusi.

A. Pilihan Ganda

B. Uraian

1. Jawaban: a Cat, mayones, debu, margarin, dan kecap merupakan sistem koloid. Cat dan kecap termasuk sol cair, mayones termasuk emulsi cair, debu termasuk aerosol padat, serta margarin termasuk emulsi padat. Cuka, air garam, dan sari buah jeruk termasuk larutan. Air tepung dan air kopi termasuk suspensi. 2. Jawaban: b

1) 2) 3) 4) 5)

Fase Terdispersi

Medium Pendispersi

Gas Gas Cair Cair Padat

Cair Padat Gas Cair Gas

Nama Koloid

Contoh Koloid

Busa cair Busa padat Aerosol cair Emulsi cair Aerosol padat

Busa sabun Styrofoam Awan Susu Debu

Dengan demikian, styrofoam termasuk dispersi koloid yang partikelnya tersusun seperti angka 2). 3. Jawaban: d Santan termasuk sistem koloid. Sistem koloid tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa karena ukuran fase terdispersinya. Ukuran partikel terdispersi dalam santan 10–7 – 10–5 cm. Dengan demikian, zat terdispersi dalam santan tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa dan hanya dapat disaring dengan kertas saring ultra. 4. Jawaban: a Di antara zat-zat tersebut, hanya protoplasma yang didispersikan ke dalam air dapat membentuk koloid. Asam sulfat, alkohol, gula, dan garam akan membentuk larutan saat dilarutkan dalam air. 5. Jawaban: b Minyak ikan termasuk dispersi koloid emulsi cair. Emulsi cair memiliki fase terdispersi cair dan medium pendispersi cair. Zat yang juga termasuk dispersi koloid emulsi cair adalah santan. Tinta termasuk dispersi koloid sol cair. Busa sabun dan krim kocok termasuk dispersi koloid busa cair. Mentega termasuk dispersi koloid emulsi padat.

1. Larutan dan koloid terlihat homogen secara kasat mata. Akan tetapi, secara mikroskopis larutan tampak berbeda dengan koloid. Larutan tetap terlihat homogen, sedangkan koloid tampak heterogen. Partikel terlarut dalam larutan tidak dapat disaring meskipun dengan kertas saring ultra. Sementara partikel dalam koloid dapat dipisahkan dengan kertas saring ultra. Diameter partikel larutan < 10–7 cm, sedangkan diameter partikel koloid 10–7 – 10–5 cm. 2. Stainless steel merupakan paduan logam. Paduan logam termasuk dispersi koloid tipe sol padat. Sol padat memiliki fase terdispersi padat dalam medium pendispersi padat. Stainless steel atau baja tahan karat terbuat dari unsur besi, silikon, krom, karbon, nikel, dan mangan. 3. Aerosol padat terbentuk apabila partikel-partikel padat yang sangat halus terdispersi ke dalam medium pendispersi gas. Contoh angin puting beliung. Pada saat terjadi angin puting beliung, partikel-partikel debu beterbangan di udara dengan kecepatan tinggi. Sementara itu, aerosol cair terbentuk apabila partikel-partikel cair terdispersi ke dalam medium pendispersi gas. Contoh kabut. Kabut yang terlihat seperti lapisan tebal menutupi jarak pandang merupakan partikel air yang berada dalam udara. 4. Sistem koloid yang terdapat dalam darah termasuk sol cair. Partikel padat yang terdispersi dalam darah berupa zat makanan yaitu karbohidrat, protein, dan lemak. Dalam darah juga terdapat hormon dan sisa metabolisme yang tidak diperlukan tubuh. Partikel padat tersebut terdispersi dalam cairan yaitu plasma darah. 5. Putih telur yang dikocok terus-menerus akan membentuk krim kocok. Krim kocok ini termasuk dispersi koloid busa cair. Pada saat terbentuk krim kocok tersebut, partikel-partikel gas terdispersi dalam medium pendispersi cair.

Kimia Kelas XI

111

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b Sistem koloid tampak keruh tanpa endapan, sedangkan larutan tampak jernih. Salah satu sifat koloid berupa efek Tyndall. Sifat efek Tyndall ditunjukkan oleh hamburan berkas cahaya. Jalannya cahaya melewati partikel zat akan terlihat. Dengan demikian, zat yang termasuk dispersi koloid ditunjukkan oleh angka 1) dan 3). 2. Jawaban: c Terjadinya gerak zig-zag disebabkan adanya pergerakan partikel-partikel dari koloid dalam medium pendispersi yang akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Dengan demikian, terdapat suatu resultan tumbukan yang mengakibatkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zig-zag. 3. Jawaban: b Tawas yang dicampurkan ke dalam air kotor akan membentuk koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif sehingga air kotor yang merupakan koloid bermuatan negatif akan menggumpal. Proses penggumpalan ini merupakan proses koagulasi. 4. Jawaban: e Prinsip elektroforesis digunakan untuk ihkan asap pada cerobong pabrik (industri). Elektroforesis merupakan pergerakan partikel koloid di bawah medan listrik. Prinsip dialisis digunakan untuk proses cuci darah bagi penderita gagal ginjal. Prinsip koagulasi digunakan untuk penjernihan air menggunakan tawas. Gerak Brown dapat mengakibatkan koloid menjadi stabil dan tidak mengendap meskipun didiamkan dalam waktu lama. Efek Tyndall terjadi pada peristiwa sorot lampu proyektor di gedung bioskop yang tampak jelas saat ada debu atau asap rokok. 5. Jawaban: d Proses koagulasi atau penggumpalan dapat terjadi dengan mencampurkan koloid dengan larutan yang berbeda muatan. As2S3 merupakan koloid yang bermuatan negatif. Koloid negatif paling efektif dikoagulasikan dengan larutan yang bermuatan positif paling besar. K3PO4 memiliki muatan positif satu, MgSO4 memiliki muatan positif dua, Ba(NO3)2

112

Koloid

memiliki muatan positif dua, FeCl3 memiliki muatan positif tiga, dan FeSO4 memiliki muatan positif dua. Jadi, larutan yang paling efektif mengkoagulasikan As2S3 adalah FeCl3. 6. Jawaban: e Elektrodialisis adalah proses dialisis menggunakan elektrode. Tujuannya untuk menarik ion sisa penambahan elektrolit agar keluar dari dispersi koloid. 7. Jawaban: c Sol liofob fase terdispersinya mempunyai afinitas kecil terhadap medium pendispersinya sehingga mudah diendapkan meskipun dengan penambahan sedikit elektrolit. Sedikit menunjukkan gerak Brown saat diamati menggunakan mikroskop ultra, mampu mengadsorpsi medium pendispersinya, partikel-partikelnya kurang mampu menghamburkan cahaya, dan medium yang diadsorpsi berupa molekul merupakan sifat sol liofil. 8. Jawaban: a Koloid hidrofil adalah koloid yang partikel-partikel terdispersinya mudah menarik air. Contoh gelatin, protein, lem kanji, lem karet, busa sabun, dan agaragar. Sementara itu, sol belerang dan mayones merupakan koloid hidrofob yaitu koloid yang tidak stabil dalam medium polar yang berupa air jika tidak diberi emulgator atau koloid pelindung. 9. Jawaban: b Koloid pelindung merupakan koloid yang dapat melindungi atau menstabilkan koloid lain agar tidak terjadi koagulasi. Koloid pelindung bekerja dengan cara membentuk pembungkus berupa lapisan di sekeliling partikel koloid lain. Adanya lapisan tersebut akan melindungi muatan koloid sehingga partikel koloid tidak menggumpal atau terpisah dari mediumnya. 10. Jawaban: b Minyak silikon merupakan koloid pelindung pada cat yaitu untuk melindungi campuran warna cat dengan oksida-oksida logam. Kasein merupakan koloid pelindung dalam susu yaitu melindungi lemak agar tetap menyatu dengan medium pendispersinya. Terjadinya solvatasi pada koloid liofil atau hidrofil bertujuan agar terbentuk selubung sehingga koloid terhindar dari agregasi. Penggunaan kantong semipermeabel untuk mengurangi ion-ion pengganggu terjadi pada proses hemodialisis sehingga merupakan peristiwa dialisis.

B. Uraian 1. Berkas sinar matahari yang melewati celah-celah daun pada pagi hari akan tampak jelas jika suasana sedang berkabut. Peristiwa tersebut berhubungan dengan sifat koloid berupa efek Tyndall. Efek Tyndall merupakan efek penghamburan berkas sinar oleh partikel-partikel yang terdapat dalam sistem koloid sehingga jalannya sinar terlihat. Kabut merupakan koloid tipe aerosol cair yaitu fase terdispersi cair dalam medium pendispersi gas. 2. Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif, sedangkan koloid As2S3 bermuatan negatif sehingga jika dicampur keduanya akan terkoagulasi karena berbeda muatan. 3. Asam amino akan bermuatan positif, negatif, dan netral jika larutan asam amino diatur pada pH tertentu. Pemisahan asam amino dapat dilakukan dengan elektroforesis. Asam amino tersebut ditempatkan dalam tabung U dan dialiri arus listrik melalui dua elektrode yang diletakkan di kedua mulut tabung. Dengan demikian, akan terjadi medan listrik yang mengakibatkan asam amino terpisah. Asam amino yang bermuatan positif akan

menuju katode, asam amino yang bermuatan negatif akan menuju anode, dan asam amino netral tidak akan terpengaruh oleh kedua elektrode. 4. Sol hidrofil atau liofil dikatakan bersifat reversible karena fase terdispersi pada sol hidrofil dapat dipisahkan dengan cara pemanasan. Zat padat yang terpisah ini dapat kembali menjadi sol apabila dicampurkan dengan air. Contoh sifat reversible ini dapat ditemui pada sol agar-agar. Agar-agar dalam air panas berupa sol, setelah didinginkan berubah menjadi gel. Gel akan menjadi sol kembali setelah dipanaskan. 5. Contoh penerapan koloid pelindung yang dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari sebagai berikut. a. Pada pembuatan es krim digunakan gelatin untuk mencegah pembentukan kristal besar es atau gula. b. Pada pembuatan cat dicampurkan minyak silikon untuk melindungi campuran zat warna dan oksida logam. c. Pada pembuatan margarin digunakan lesitin untuk menstabilkan butiran-butiran halus air dalam margarin.

A. Pilihan Ganda 1.

2.

Jawaban: e Pembuatan koloid secara kondensasi dilakukan dengan cara penggabungan partikel-partikel halus (molekuler) menjadi partikel yang lebih besar dinamakan kondensasi. Contoh berbagai cara pembuatan koloid secara kondensasi yaitu reaksi pengendapan, reaksi hidrolisis, reaksi substitusi, reaksi redoks, dan penggantian pelarut. Sementara itu, cara mekanik, peptisasi, busur Bredig, dan homogenisasi merupakan proses pembuatan koloid secara dispersi yaitu pembuatan koloid yang berasal dari partikel besar. Jawaban: d Pembuatan sol As2S3 dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan As2O3 dinamakan reaksi pemindahan/substitusi (kondensasi). Pembuatan sol belerang dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan SO 2 dinamakan reaksi redoks (kondensasi). Pembuatan sol AgCl dengan mereaksikan perak nitrat encer dengan larutan HCl dinamakan reaksi pengendapan (kondensasi). Pembuatan sol emas dengan melompatkan bunga api listrik dari elektrode Au dalam air dinamakan busur Bredig (dispersi). Pembuatan sol Fe(OH)3

dengan menambahkan larutan FeCl3 jenuh ke dalam air yang mendidih dinamakan reaksi hidrolisis (kondensasi). 3.

Jawaban: c Sol Fe(OH)3 dibuat dari senyawa FeCl3 yang ditambahkan ke dalam air mendidih. Larutan FeCl3 akan terionisasi menghasilkan ion Fe3+. Ion Fe 3+ akan terhidrolisis menjadi sol Fe(OH) 3. Contoh pembuatan koloid dengan cara mekanik yaitu pada pembuatan mentega. Contoh pembuatan koloid dengan cara peptisasi yaitu pada pembuatan sol perak iodida (AgI). Contoh pembuatan koloid dengan cara reaksi redoks yaitu pada pembuatan sol emas. Contoh pembuatan koloid dengan cara homogenisasi yaitu pada pembuatan susu.

4.

Jawaban: b Pembuatan koloid dengan cara membuat partikelpartikel fase terdispersi menggunakan loncatan bunga api listrik merupakan pembuatan koloid dengan cara busur Bredig. Pembuatan koloid dengan cara pendinginan dilakukan dengan cara menggumpalkan suatu larutan sehingga menjadi koloid. Pembuatan koloid dengan cara pengembunan uap dilakukan dengan mengalirkan

Kimia Kelas XI

113

uap melalui air dingin hingga mengembun sehingga diperoleh partikel koloid. Pembuatan koloid dengan cara penggantian pelarut dilakukan dengan mengganti pelarut yang digunakan dengan pelarut tertentu yang mampu melarutkan fase terdispersi dengan baik. Pembuatan koloid dengan cara homogenisasi digunakan untuk membuat suatu zat menjadi homogen dan berukuran partikel koloid. 5. Jawaban: c Sol AgI dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 dengan larutan KI berlebih. Campuran ini menghasilkan endapan AgI. Endapan AgI kemudian dicuci agar mengalami peptisasi yaitu terbentuknya partikel koloid AgI. Cara ini dikenal dengan cara peptisasi. 6. Jawaban: d Reaksi substitusi pada pembuatan koloid disebut pula dengan reaksi pemindahan. Contoh pada pembuatan koloid belerang dari larutan HCl yang ditambahkan ke dalam larutan Na2S2O3 menurut persamaan reaksi Na2S2O3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2SO3(aq) + S(s). Reaksi 2H2S(g) + SO2(aq) → 3S(s) + 2H2O(A) dan 2AuCl3(aq) + 3HCHO(aq) + 3H2O(A) → 2Au(s) + 6HCl(aq) + 3HCOOH(aq) merupakan pembuatan koloid dengan reaksi redoks. Reaksi FeCl3(aq) + 3H2O(A) → Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq) merupakan pembuatan koloid dengan reaksi hidrolisis. Reaksi AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq) merupakan pembuatan koloid dengan reaksi pengendapan. 7. Jawaban: a Sol belerang dalam air dapat dibuat dengan cara kondensasi fisika melalui penggantian pelarut. Belerang dilarutkan ke dalam belerang disulfida atau alkohol hingga diperoleh larutan jenuh. Selanjutnya, larutan tersebut diteteskan sedikit demi sedikit ke dalam air hingga terbentuk sol belerang. 8. Jawaban: b Jeli merupakan fase terdispersi cair dalam medium pendispersi padat. Jeli dapat dibuat dengan cara peptisasi. Zat pemecah dalam pembuatan jeli adalah pektin atau asam pektinat. Pektin mempunyai sifat terdispersi dalam air. Pektin bersama gula dan asam pada suhu tinggi akan membentuk gel (jeli). Pembuatan koloid secara mekanik dilakukan dengan cara penggerusan zat padat lalu didispersikan ke dalam medium pendispersi. Pembuatan koloid dengan cara busur Bredig menggunakan loncatan bunga api listrik. Reaksi pemindahan dilakukan dengan menambahkan atau mengalirkan suatu zat ke dalam larutan

114

Koloid

untuk membentuk koloid. Pengembunan uap dilakukan dengan cara menguapkan zat lalu mengalirkannya melalui air dingin sehingga terbentuk cairan (mengembun). Keempat cara tersebut biasa digunakan dalam pembuatan sol. 9. Jawaban: b Pembuatan koloid secara kondensasi dilakukan dengan cara menggumpalkan partikel-partikel larutan. Pembuatan sol belerang secara kondensasi ditunjukkan oleh angka 1) dan 3). Mengalirkan gas H2S ke dalam larutan hidrogen peroksida termasuk pembuatan koloid melalui reaksi redoks. Menambahkan asam klorida pada larutan natrium tiosulfat termasuk pembuatan koloid melalui reaksi substitusi. Sementara itu, pembuatan sol belerang yang ditunjukkan oleh angka 2) dan 4) merupakan cara dispersi yaitu dengan cara menghaluskan partikel-partikel suspensi. 10. Jawaban: d Pembuatan koloid secara dispersi merupakan cara pembuatan koloid yang berasal dari suspensi. Cara dispersi meliputi cara busur Bredig, mekanik, peptisasi, dan homogenisasi. Sementara itu, reaksi hidrolisis, reaksi redoks, dan reaksi pemindahan termasuk pembuatan koloid secara kondensasi yaitu pembuatan koloid dari larutan sejati. Jadi, pembuatan koloid secara dispersi ditunjukkan oleh angka 2), 4), dan 6). B. Uraian 1. Sol As2S3 dibuat dengan reaksi pemindahan atau substitusi, caranya dengan mengalirkan gas asam sulfida ke dalam larutan arsen(III) oksida. Persamaan reaksinya sebagai berikut. As2O3(aq) + 3H2S(g) → As2S3(s) + 3H2O(A) 2. Jika larutan AgNO3 dicampurkan ke dalam larutan NaCl akan terbentuk endapan AgCl. Persamaan reaksinya sebagai berikut. AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) AgCl yang terbentuk berupa endapan. Akan tetapi jika NaCl yang ditambahkan berlebih (ion Cl– berlebih), AgCl akan mengadsorpsi ion-ion Cl– sehingga terbentuk koloid yang berwarna putih seperti susu. 3. Partikel lemak yang berukuran suspensi dapat diubah menjadi berukuran koloid dengan cara homogenisasi. Caranya dengan melewatkan partikel-partikel lemak melalui lubang berpori bertekanan tinggi. Jika partikel koloid telah terbentuk partikel-partikel tersebut selanjutnya didispersikan ke dalam medium pendispersi.

4. Pembuatan koloid dengan cara dispersi berasal dari suspensi. Caranya dengan menghaluskan partikel-partikel suspensi hingga berukuran partikel koloid dan mendispersikannya ke dalam medium pendispersi. Cara dispersi meliputi peptisasi, mekanik, dan busur Bredig. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi berasal dari partikel-partikel zat terlarut di dalam larutan sejati yang berupa ion, atom, atau molekul. Caranya dengan menggabungkan partikel-partikel dalam larutan sejati hingga menjadi partikel berukuran koloid. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi meliputi reaksi pengendapan, reaksi hidrolisis, reaksi pemindahan, reaksi redoks, pengembunan uap, pendinginan, dan penggantian pelarut.

5. Dengan busur Bredig, logam emas dibuat dengan cara logam emas dijadikan elektrode lalu dicelupkan dalam air. Ketika arus listrik dialirkan melalui elektrode akan terjadi bunga api listrik sehingga atom-atom emas menguap dan larut dalam air membentuk sol emas. Sol emas distabilkan dengan cara mengadsorpsi ion-ion OH– dari air. Dengan reaksi redoks, emas(III) klorida direduksi dengan formalin. Persamaan reaksinya yaitu 2AuCl 3(aq) + 3HCHO(aq) + 3H2O(A) → 2Au(s) + 6HCl(aq) + 3HCOOH(aq). Awalnya emas terbentuk dalam keadaan atomatom bebas, lalu beragregat menjadi berukuran partikel koloid. Partikel koloid distabilkan oleh ionion OH – yang teradsorpsi pada permukaan partikel koloid. Ion-ion OH– tersebut berasal dari ionisasi air.

A. Pilihan Ganda 1.

2.

3.

4.

Jawaban: c Tinta termasuk koloid sol cair. Sol cair memiliki fase terdispersi padat dalam medium pendispersi cair. Fase cair dalam gas merupakan koloid aerosol cair. Fase cair dalam padat merupakan koloid emulsi padat. Fase padat dalam gas merupakan koloid aerosol padat. Fase gas dalam padat merupakan koloid busa padat. Jawaban: d Proses pewarnaan kain termasuk penerapan sifat adsorpsi. Kain diwarnai dengan cara pencelupan. Kain yang dicelup terlebih dahulu dicampur dengan garam Al2(SO4)3. Pada saat dicelupkan ke dalam larutan zat pewarna tersebut akan dihasilkan koloid Al(OH)3 sehingga kain akan lebih mudah menyerap warna. Jawaban: b Sistem koloid tanah diatome dapat digunakan untuk memutihkan warna gula tebu. Partikel koloid tanah diatome dapat menyerap zat warna dari gula tebu sehingga gula menjadi putih. Emulsi susu distabilkan oleh kasein. Pengotor asap pabrik dapat diendapkan dengan alat pengendap elektrostatik. Muatan koloid dalam air dapat dinetralkan dengan Al(OH)3 dari tawas. Zat warna dalam cat distabilkan oleh emulgator cat. Jawaban: a Sol padat merupakan sistem koloid dengan fase terdispersi padat dalam medium pendispersi padat. Kosmetik yang termasuk tipe koloid sol padat yaitu lipstik dan pensil alis. Masker dan

maskara termasuk koloid tipe sol cair. Sabun cukur termasuk koloid tipe buih. Parfum semprot termasuk koloid tipe aerosol cair. 5. Jawaban: d Getah karet termasuk koloid tipe sol cair. Koloid tipe sol cair memiliki fase terdispersi padat dalam medium pendispersi cair. Koloid dengan fase gas dalam cair dinamakan busa cair. Koloid dengan fase cair dalam cair dinamakan emulsi cair. Koloid dengan fase cair dalam padat dinamakan emulsi padat. Koloid dengan fase padat dalam padat dinamakan sol padat. B. Uraian 1.

Contoh penerapan sistem koloid dalam bidang industri makanan yaitu pembuatan susu, mentega, es krim, keju, dan mayones. Susu, es krim, dan mayones termasuk koloid tipe emulsi cair yaitu memiliki fase terdispersi cair dalam medium pendispersi cair. Mentega dan keju termasuk emulsi padat yaitu memiliki fase terdispersi cair dalam medium pendispersi padat.

2.

Produk-produk dalam industri dibuat dalam bentuk koloid karena sistem koloid merupakan satusatunya cara membuat zat-zat atau bahan yang tidak dapat larut satu sama lain menjadi campuran yang stabil. Contoh: Tinta yang mempunyai fase terdispersi zat-zat berwarna (pigmen) dan medium pendispersi air. Sebenarnya zat-zat warna (pigmen) tidak larut dalam air. Akan tetapi dengan sistem koloid dapat dibuat tinta yang berupa campuran yang stabil.

Kimia Kelas XI

115

3. Lumpur merupakan koloid bermuatan negatif yang kurang stabil. Penambahan tawas (KAl(SO4)2) berguna untuk menetralkan muatan lumpur sehingga lumpur beragregat dan mengendap.

formiat atau asam asetat. Karet yang telah menggumpal selanjutnya digiling dan dicuci. Karet kemudian diproses lebih lanjut menjadi lembaran (sheet).

4. Getah karet adalah koloid tipe sol. Zat yang terdispersi dalam getah karet adalah partikelpartikel karet. Karet dapat diperoleh dengan memisahkan partikel-partikel karet dari medium pendispersinya. Hal ini dilakukan dengan mengkoagulasikan getah karet dengan asam

5. Molekul sabun atau detergen mempunyai gugus kepala yang bersifat polar dan hidrofil, serta gugus ekor yang bersifat nonpolar dan hidrofob. Jika sabun dilarutkan dalam air, bagian kepala akan menghadap air dan bagian ekor akan menghadap ke dalam mengelilingi kotoran. Kotoran tersebut akan diikat sehingga terlepas dari serat kain.

116

Koloid

Kimia Kelas XI

117

Penggantian Pelarut

Pendinginan

Pengembunan Uap

Reaksi Redoks

Reaksi Pemindahan/ Substitusi

Reaksi Hidrolisis

Reaksi Pengendapan

Homogenisasi

Peptisasi

Mekanik

Busur Bredig

Fisika

Kimia

Bidang Kosmetik

Bidang Farmasi

Bidang Makanan

Bidang Industri

Cara Dispersi

Cara Kondensasi

Penerapan Koloid dalam Kehidupan Sehari-hari dan Industri

Pembuatan Koloid

Koloid

Sifat-Sifat Koloid

Sistem Dispersi Koloid

Busa

Busa Cair

Busa Padat

Emulsi Cair

Emulsi Padat

Aerosol Cair

Aerosol Padat

Sol Cair

Sol Padat

Koloid Liofil dan Liofob

Koloid Pelindung

Dialisis

Koagulasi

Adsorpsi

Elektroforesis

Gerak Brown

Efek Tyndall

Emulsi

Aerosol

Sol

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: c Tinta, lateks (getah karet), margarin, dan batu apung termasuk koloid. Sementara itu, air sadah bukan merupakan koloid karena di dalamnya terdapat ion-ion Ca 2+ dan Mg 2+ yang mengakibatkan sabun tidak dapat berbusa. Ion-ion tersebut terdispersi homogen dalam air, stabil, dan tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa. Oleh karena itu, air sadah termasuk larutan. 2. Jawaban: a Salah satu ciri yang membedakan larutan dengan koloid adalah kejernihannya. Larutan membentuk sistem dispersi yang jernih, sedangkan koloid terlihat keruh. Larutan dan koloid mempunyai persamaan untuk ciri fisik yang lain, seperti terlihat homogen, stabil, tidak mengendap, dan tidak dapat disaring dengan kertas saring. 3. Jawaban: c Batu apung termasuk koloid tipe busa padat. Koloid busa padat memiliki fase terdispersi gas dalam medium pendispersi padat. Contoh koloid busa padat yang lain yaitu styrofoam. Paduan logam dan kaca berwarna termasuk koloid tipe sol padat. Mentega dan mutiara termasuk koloid tipe emulsi padat. 4. Jawaban: e Udara yang ditiupkan ke dalam larutan sabun menggunakan sedotan akan membentuk buih. Buih merupakan koloid tipe busa cair. Koloid busa cair memiliki fase terdispersi gas dan medium pendispersi cair. Fase cair dalam padat dinamakan emulsi padat. Fase gas dalam padat dinamakan busa padat. Fase cair dalam cair dinamakan emulsi cair. Fase cair dalam gas dinamakan aerosol cair. 5. Jawaban: a Sol cair adalah sistem koloid dengan fase padat terdispersi dalam fase cair. Fase cair yang terdispersi dalam fase cair disebut emulsi cair. Fase padat yang terdispersi dalam gas disebut aerosol padat. Fase cair yang terdispersi dalam fase gas disebut aerosol cair. Fase gas yang terdispersi dalam fase cair disebut busa cair. 6. Jawaban: c Minyak parafin yang merupakan senyawa nonpolar dapat bergabung dengan air yang

118

Koloid

merupakan senyawa polar karena adanya detergen. Detergen mempunyai bagian polar berupa natrium sulfonat dan bagian nonpolar berupa senyawa hidrokarbon. Dengan adanya dua bagian detergen tersebut, memungkinkan minyak parafin dapat bergabung dengan air membentuk emulsi cair. Emulsi cair memiliki fase terdispersi cair dalam medium pendispersi cair. Contoh sol cair adalah tinta dan cat. Contoh busa cair adalah busa sabun dan krim kocok. Contoh aerosol cair adalah kabut dan awan. Contoh emulsi padat adalah mentega dan keju. 7. Jawaban: b Koagulasi merupakan peristiwa pengendapan partikel-partikel koloid sehingga fase terdispersi terpisah dari medium pendispersinya. Contoh pada proses pembentukan delta di daerah muara, koagulannya berupa air laut yang merupakan elektrolit. Identifikasi jenazah melalui tes DNA merupakan penerapan sifat koloid elektroforesis. Pembuatan es krim dengan penambahan gelatin dan penambahan emulgator pada pembuatan emulsi minyak dengan air merupakan penerapan sifat koloid berupa koloid pelindung. Penjernihan minyak goreng dengan penambahan arang aktif merupakan penerapan sifat koloid berupa adsorpsi. 8. Jawaban: a Sifat adsorpsi diterapkan pada penyaringan asap pabrik dengan alat Cottrell dan pemutihan gula dengan karbon aktif (ditunjukkan oleh angka 1) dan 2)). Penjernihan air dengan tawas merupakan penerapan sifat koagulasi. Sorot lampu pada malam hari berkabut merupakan penerapan sifat efek Tyndall. Cuci darah pada penderita gagal ginjal merupakan penerapan sifat dialisis. 9. Jawaban: e Peristiwa berkumpulnya warna cokelat pada salah satu mulut pipa U menunjukkan sifat koloid elektroforesis. Fe(OH) 3 bermuatan positif, sedangkan As 2 S 3 bermuatan negatif. Jika rangkaian dihubungkan dengan sumber arus listrik searah, koloid yang bermuatan positif akan bergerak menuju elektrode negatif. Sebaliknya, koloid yang bermuatan negatif akan bergerak menuju elektrode positif. Akibatnya, partikel dari As2S3 yang berwarna cokelat akan berkumpul pada salah satu mulut pipa.

10. Jawaban: d Liofil adalah koloid yang fase terdispersinya mempunyai afinitas besar dalam menarik medium pendispersinya. Zat yang termasuk liofil adalah agar-agar, mentega, awan, sabun, minyak tanah, lem karet, lem kanji, dan busa sabun. Sementara itu, sol emas, sol perak klorida, susu, belerang, batu apung, asap, dan debu merupakan liofob. Liofob adalah koloid yang fase terdispersinya mempunyai afinitas kecil terhadap medium pendispersi. 11. Jawaban: c Muatan listrik pada partikel koloid terjadi karena permukaan partikel-partikel koloid mengadsorpsi atau menyerap ion-ion yang ada dalam medium pendispersi. 12. Jawaban: d Pada peristiwa tersebut, partikel-partikel yang dapat disaring termasuk partikel kasar, sedangkan filtratnya termasuk koloid. Hal ini karena saat filtrat disinari dengan lampu senter dapat menghamburkan sinar sehingga jalannya sinar terlihat. Sifat koloid yang ditunjukkan oleh peristiwa tersebut berupa sifat efek Tyndall. 13. Jawaban: d Cuci darah bagi penderita gagal ginjal menerapkan sifat koloid berupa dialisis. Menghilangkan bau badan menerapkan sifat koloid berupa adsorpsi. Penyaringan asap pabrik menerapkan sifat koloid berupa koagulasi. Sorot lampu pada malam hari menerapkan sifat koloid berupa efek Tyndall. Gelatin pada es krim menerapkan sifat koloid berupa koloid pelindung. 14. Jawaban: c Santan termasuk koloid tipe emulsi cair. Koloid emulsi cair memiliki fase terdispersi cair dalam medium pendispersi cair. Fase gas dalam medium pendispersi cair merupakan koloid tipe busa cair. Fase cair dalam medium pendispersi gas merupakan koloid tipe aerosol cair. Fase gas dalam medium pendispersi padat merupakan koloid tipe busa padat. Fase padat dalam medium pendispersi cair merupakan koloid tipe sol cair. 15. Jawaban: b Penggunaan asam format pada proses pengolahan karet dari lateks bertujuan untuk menggumpalkan lateks. Jadi, proses ini menerapkan prinsip koagulasi. Penerapan prinsip koloid pelindung diterapkan pada penambahan gelatin untuk mencegah terbentuknya gula atau kristal es pada es krim, penggunaan kasein pada proses pembuatan susu, penambahan lesitin untuk menstabilkan butiran-butiran air dalam

proses pembuatan margarin, dan penggunaan larutan gom untuk melindungi partikel-partikel karbon dalam tinta. 16. Jawaban: e Adsorpsi merupakan proses penyerapan suatu partikel zat, baik berupa ion, atom, maupun molekul pada permukaan zat tersebut sehingga koloid akan memiliki muatan listrik. Contoh penerapannya yaitu pada proses pemutihan gula tebu (4) dan pengobatan diare dengan norit (5). Pemutihan gula menerapkan sifat adsorpsi kotoran yang mengakibatkan warna gula menjadi cokelat. Pengobatan diare dengan norit menerapkan sifat adsorpsi racun dan air yang terdapat dalam saluran pencernaan. Sorot lampu proyektor di gedung bioskop menunjukkan sifat efek Tyndall. Penetralan albuminoid dalam darah sehingga terjadi penggumpalan dan menutup luka menerapkan sifat koagulasi. Proses cuci darah pada penderita gagal ginjal menerapkan sifat dialisis. 17. Jawaban: c Dialisis merupakan cara mengurangi ion-ion pengganggu yang terdapat dalam sistem koloid menggunakan selaput semipermeabel. Contoh penerapannya yaitu pada proses cuci darah penderita gagal ginjal. Peristiwa penggumpalan lateks, pembentukan delta pada muara sungai, dan pengendapan debu pada cerobong asap merupakan contoh penerapan sifat koagulasi. Sementara itu, peristiwa pengobatan sakit perut dengan norit merupakan contoh penerapan sifat adsorpsi. 18. Jawaban: a Beberapa pembuatan koloid dengan cara kondensasi sebagai berikut. 1) Pembuatan sol As2S3 dengan mengalirkan gas H2S ke dalam larutan As2O3. 2) Pembuatan sol Fe(OH)3 dengan cara mereaksikan FeCl3 dengan air panas. 3) Pembuatan sol belerang dengan cara reaksi redoks. Pembuatan sol emas dengan melompatkan bunga api listrik dari elektrode Au ke dalam air merupakan cara busur Bredig. Pembuatan sol belerang dengan mencampurkan serbuk belerang dengan gula, lalu dimasukkan dalam air merupakan cara mekanik. Pembuatan sol Al(OH)3 dengan menambahkan larutan AlCl3 ke dalam endapan Al(OH)3 merupakan cara peptisasi. Pembuatan sol agar-agar dengan cara memasukkan serbuk agar-agar ke dalam air panas merupakan cara mekanik.

Kimia Kelas XI

119

19. Jawaban: e Sol damar bersifat larut dalam alkohol, tetapi sukar larut dalam air. Pada pembuatan sol damar, mulamula damar dilarutkan dalam alkohol hingga diperoleh larutan jenuhnya. Larutan jenuh selanjutnya ditambah air hingga diperoleh sol damar. Pembuatan koloid tersebut menggunakan cara penggantian pelarut. Pembuatan koloid dengan reaksi redoks selalu disertai dengan perubahan bilangan oksidasi. Pembuatan koloid dengan reaksi hidrolisis dilakukan dengan mereaksikan garam tertentu dengan air. Pembuatan koloid dengan reaksi pengendapan dilakukan dengan cara mencampurkan dua macam larutan elektrolit hingga menghasilkan endapan yang berukuran koloid. Pembuatan koloid dengan pengembunan uap dilakukan dengan cara menguapkan zat lalu mengembunkan uapnya yang dilakukan melalui pengaliran lewat air dingin. 20. Jawaban: d Sol sulfida yang terbentuk dari endapan CdS dapat dibuat dengan cara mengalirkan gas H2S ke dalam endapan CdS hingga diperoleh sulfida yang terdispersi. Cara ini dinamakan peptisasi yaitu melarutnya kembali endapan elektrolit yang berupa partikel-partikel koloid. 21. Jawaban: c Sol Liofil

Sol Liofob

Kekentalannya tinggi. Bersifat reversible. Kurang menunjukkan gerak Brown. Dapat mengadsorpsi mediumnya. Efek Tyndall kurang jelas.

Kekentalannya rendah. Bersifat irreversible. Gerak Brown sangat jelas. Tidak dapat mengadsorpsi mediumnya. Efek Tyndall sangat jelas.

22. Jawaban: b Kalsium asetat sukar larut dalam alkohol, tetapi mudah larut dalam air. Agar kalsium asetat dapat larut dalam alkohol, kalsium asetat dilarutkan terlebih dahulu ke dalam air hingga terbentuk larutan jenuh kalsium asetat, lalu ditambahkan pelarut alkohol sedikit demi sedikit. Penambahan ini mengakibatkan terjadinya pergantian pelarut dari air ke alkohol sehingga terjadi koloid gel kalsium asetat. 23. Jawaban: b Cat merupakan contoh sistem koloid yang berwujud sol cair (sol) yaitu sistem koloid dengan fase terdispersi padat dalam medium pendispersi cair. Fase terdispersi padat dalam medium pendispersi padat adalah sol padat, cair dalam padat adalah emulsi padat, cair dalam gas adalah aerosol cair (aerosol), dan gas dalam cair adalah busa cair.

120

Koloid

24. Jawaban: d Mentega termasuk emulsi padat yaitu koloid dengan fase terdispersi cair dalam medium pendispersi padat. Sementara itu, cuka, garam, jagung, dan singkong bukan merupakan koloid. 25. Jawaban: b Penggunaan koloid tipe sol cair terdapat pada cat kuku dan masker wajah, lipstik termasuk sol padat. Hairspray dan parfum semprot termasuk aerosol. Pembersih muka termasuk emulsi. Sabun cukur termasuk buih. Minyak rambut termasuk gel. 26. Jawaban: c Kuning telur berfungsi sebagai emulgator dalam mayones. Kuning telur membantu mengemulsikan minyak nabati dalam air. 27. Jawaban: c Saat dipanaskan, putih telur akan mengalami penggumpalan (koagulasi). Peristiwa koagulasi juga terjadi pada kegiatan mendinginkan agar-agar panas. Sementara itu, kegiatan pencelupan serat wol, pemurnian gula pasir, dan penyembuhan sakit perut dengan norit menunjukkan sifat koloid berupa adsorpsi. Pengurangan zat pencemar udara yang dikeluarkan dari cerobong asap pabrik menunjukkan sifat koloid berupa elektroforesis. 28. Jawaban: e Pembersih muka merupakan emulsi cair. Bahan berwujud cair didispersikan dalam medium cair. Lipstik adalah sol padat, sedangkan maskara dan cat kuku adalah sol cair. Gel rambut merupakan koloid tipe gel. 29. Jawaban: a 1) 2H2S + –2

SO2 ⎯⎯→ 2H2O + 3S +4

0

oksidasi reduksi

2)

3)

4) 5)

Reaksi tersebut merupakan reaksi konproporsionasi (redoks). As2O3 + 3H2S → As2S3 + 3H2O Reaksi tersebut merupakan reaksi pemindahan. AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3 Reaksi tersebut merupakan reaksi pengendapan. FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCl Reaksi tersebut merupakan reaksi hidrolisis. 2H3AsO3 + 3H2S → 6H2O + As2S3 Reaksi tersebut merupakan reaksi dekomposisi rangkap.

30. Jawaban: e Norit dapat digunakan untuk mengobati sakit perut karena norit dapat membentuk koloid yang mampu mengadsorpsi zat racun atau gas di dalam pencernaan. Penggunaan norit ini menerapkan sifat adsorpsi koloid. B. Uraian 1. Pengharum ruangan semprot adalah koloid tipe aerosol cair. Aerosol cair terbentuk dari fase cair yang terdispersi dalam medium pendispersi gas. Demikian pula dengan pengharum ruangan semprot. Bahan aktif pengharum ruangan semprot yang berwujud cair didispersikan dalam gas bertekanan tinggi. 2. a. b. c. d. e. f.

Susu: fase terdispersi cair dan medium pendispersi cair. Asap: fase terdispersi padat dan medium pendispersi gas. Kaca berwarna: fase terdispersi padat dan medium pendispersi padat. Mutiara: fase terdispersi cair dan medium pendispersi padat. Busa detergen: fase terdispersi gas dan medium pendispersi cair. Cat tembok: fase terdispersi padat dan medium pendispersi cair.

3. Koloid dapat menghamburkan cahaya karena partikel-partikel koloid yang berupa molekul atau ion berukuran cukup besar sehingga mampu menghamburkan cahaya yang diterimanya ke segala arah meskipun partikel koloidnya tidak tampak. Larutan tidak dapat menghamburkan cahaya karena ukuran partikel larutan sangat kecil, lebih kecil dari ukuran partikel koloid sehingga tidak mampu menghamburkan cahaya. 4. Peptisasi merupakan peristiwa pemecahan molekul besar menjadi molekul kecil (berukuran koloid) dengan penambahan zat kimia. Suatu presipitat (zat padat) didispersikan ke dalam suatu medium dispersi dengan jalan penambahan zat ketiga. Sementara itu, koagulasi merupakan peristiwa penggumpalan partikel-partikel koloid sehingga fase terdispersi terpisah dari medium perdispersinya. Jadi, secara skema dapat dituliskan sebagai berikut. koloid

koagulasi ⎯⎯⎯⎯→ ←⎯⎯⎯⎯ peptisasi

presipitat

5. Dispersi koloid stabil dan tidak mudah terkoagulasi karena adanya gerak Brown pada partikel koloid sehingga membuat gaya gravitasi tidak berpengaruh.

6. Kegiatan industri yang memanfaatkan sifat adsorpsi sebagai berikut. a. Industri gula yaitu pada kegiatan pemutihan gula. b. Industri tekstil yaitu pada proses pewarnaan tekstil. c. Industri air minum yaitu pada kegiatan menjernihkan dan memurnikan air. d. Industri logam yaitu pada kegiatan memisahkan mineral logam dari bijihnya. e. Industri zat warna yaitu pada kegiatan memisahkan komponen zat warna. 7. Hemodialisis (cuci darah) merupakan terapi medis yang digunakan oleh penderita penurunan fungsi ginjal. Hemodialisis berfungsi membuang zat-zat sisa metabolisme dalam darah menggunakan mesin dialisator. Darah dipompa keluar dari tubuh kemudian masuk ke dalam mesin dialisator. Di dalam dialisator, darah dibersihkan dari zat-zat racun melalui proses difusi dan ultra filtrasi oleh cairan khusus untuk dialisis. Setelah bersih, darah dialirkan kembali ke dalam tubuh. 8. Tujuan penggunaan alat pengendap Cottrel di pabrik dan industri yaitu mencegah polusi udara oleh buangan beracun dan memperoleh kembali debu yang berharga (misal debu logam). Cara kerja alat tersebut dengan mengalirkan asap dari pabrik melalui ujung-ujung logam yang tajam dan bermuatan pada tegangan tinggi (20.000 hingga 75.000 volt). Ujung-ujung yang runcing akan mengionkan molekul-molekul dalam udara. Ion-ion tersebut akan diadsorpsi oleh partikel asap sehingga menjadi bermuatan. Selanjutnya, partikel asap bermuatan tersebut akan ditarik dan diikat pada elektrode yang bermuatan berlawanan. 9. Kosmetik hampir 90% dibuat dalam bentuk koloid karena bentuk koloid mempunyai beberapa kelebihan. Kelebihan bentuk koloid dalam kosmetik sebagai berikut. a. Mudah dibersihkan. b. Tidak merusak kulit dan rambut. c. Mudah menyerap berbagai bahan yang berfungsi sebagai pewangi, pelembut, dan pewarna. d. Mengandung dua jenis bahan yang tidak saling melarutkan. 10. Dengan cara mekanik, sol belerang dibuat dengan cara menggerus serbuk belerang bersama-sama dengan suatu zat inert (seperti gula pasir), lalu mencampur serbuk halus tersebut dengan air.

Kimia Kelas XI

121

A. Pilihan Ganda

mol CH3COOH =

1. Jawaban: b Pasangan asam-basa konjugasi pada reaksi tersebut dijelaskan sebagai berikut. 1) HCl(aq) + H2PO4–(aq) → Cl–(aq) + H3PO4(aq) asam

basa

basa konjugasi

asam konjugasi

Pasangan asam-basa konjugasi dalam reaksi ini yaitu HCl dengan Cl– dan H2PO4– dengan H3PO4. 2)

HClO2(aq) + H2O( ) → ClO2–(aq) + H3O+(aq) asam

basa

basa konjugasi

asam konjugasi

Pasangan asam-basa konjugasi dalam reaksi ini yaitu HClO2 dengan ClO2– dan H2O dengan H3O+. 2. Jawaban: d mol NH4OH = 0,1 mol volume NH4OH = 500 mL = 0,5 L

M NH4OH =

mol volume

=

0,1 mol 0,5 L

[OH–] =

Kb × M

[OH–] =

(2 × 10−5 ) × 0,2

[OH–] =

4 × 10−6

= 0,2 M

[OH–] = 2 × 10–3 pOH = –log [OH–] pOH = –log (2 × 10–3) = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2) = 11 + log 2 3. Jawaban: c massa CH3COOH = 6 gram Mr CH3COOH = 60 gram mol–1

M CH3COOH

massa CH3COOH M r CH3COOH

=

6 gram 60 gram mol−1

=

mol CH3COOH volume CH3COOH

=

0,1 mol 1L

[H+] =

Ka × M

[H+] =

10−5 × 0,1

[H+] =

10−6 = 10–3

= 0,1 M

pH = –log [H+] = –log (10–3) = 3 pH 1 liter larutan yang mengandung 6 gram CH3COOH adalah 3. 100 mL larutan tersebut juga mempunyai pH = 3, sehingga untuk mengubah pH menjadi 4 harus diencerkan hingga volume: pH = 4 → [H+]= 10–4 [H+] =

Ka × M

[10–4] =

10−5 × M

10–8 = 10–5 × M

M=

10 −8 10 −5

= 10–3

Diketahui V1 = 100 mL = 0,1 L dan M1= 0,1 M, dan M2 = 10–3 M. V1 × M1 = V2 × M2 0,1 L × 0,1 M = V2 × 10–3 M

V2 =

0,1 L × 0,1 M 10−3 M

Ulangan Akhir Semester

= 10 L

Jadi, volume larutan encer yang harus dibuat sebanyak 10 liter (100 mL larutan diencerkan hingga 10 L). 4. Jawaban: b Mol KOH = MKOH × VKOH = 0,01 M × 0,2 L = 2 × 10–3 mol

122

= 0,1 mol

4 × 10–10 = 10–8[garam]

Mol HCN = MHCN × VHCN = 0,01 M × 0,2 L = 2 × 10–3 mol

[garam] = 4 × 10–2 M

KOH(aq) + HCN(aq) → KCN(aq) + H 2 O( ) mula-mula: 2 × 10–3

2 × 10–3

10–3

10–3

10–3

10–3

reaksi: 2× 2× 2× 2× –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– – 2 × 10–3 sisa: – – 2 × 10–3

mol garam KCN = 2 × 10–3 mol Volume total = 200 mL + 200 mL = 400 mL = 0,4 L

MKCN =

mol KCN volume KCN

=

2 × 10 −3 mol 0,4 liter

= 5 × 10–3 M Garam KCN berasal dari basa kuat dengan asam lemah sehingga bersifat basa. KCN(aq) → K+(aq) + CN–(aq) 2×

10–3

2×

10–3

2×

+ H2O( ) ⎯/→ CN–(aq) + H2O( ) → HCN(aq) + OH–(aq)

[OH–] =

Kw Ka

10

× [KCN]

× (5 × 10−3 )

[OH–] =

0,625 × 10−7

[OH–] =

6,25 × 10−8

[OH–] = 2,5 × 10–4 pOH = –log [OH–] = – log (2,5 × 10–4) = 4 – log 2,5 pH = 14 – pOH = 14 – (4 – log 2,5) = 10 + log 2,5 Jadi, pH larutan akhir hasil campuran adalah 10 + log 2,5. 5. Jawaban: b Reaksi antara larutan NH4OH dengan HCl merupakan reaksi antara basa lemah dengan asam kuat. NH4OH(aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq) + H2O( ) pH = 5 – log 2 –log [H+] = –log 2 × 10–5 [H+] = 2 × 10–5 M

2 × 10–5 =

mol garam volume

4 × 10–2 =

mol garam 0,2 liter

mol garam = 8 × 10–3 mol mol HCl : mol NH4Cl = 1 : 1, mol HCl = mol NH4Cl = 8 × 10–3 mol Jadi, mol HCl yang bereaksi sebanyak 8 × 10–3 mol. 6. Jawaban: d Reaksi yang terjadi merupakan reaksi hidrolisis garam pH = 9, pOH = 14 – 9 = 5 [OH–] = 10–5 [OH–] = 10–5 = 10–10 =

Kw Ka

[garam]

10−14 4 × 10−7

10 −14 4 × 10 −7

[garam]

[garam]

4 × 10–17 = 10–14[garam] −14

8 × 10−10

[H+] =

[garam] =

10–3

K+(aq)

[OH–] =

mol garam NH4Cl yang terbentuk dalam reaksi sebagai berikut.

Kw Kb

[garam]

10−14 10−6

× [garam]

[garam] = 4 × 10–3 M mol

Konsentrasi garam = volume Reaksi: H2CO3(aq) + 2NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + 2H2O( ) mol H2CO3 : mol NaOH : mol Na2CO3 = 1 : 2 : 1 mol H2CO3 : (0,4 L × 0,01 M) : mol Na2CO3 = 1 : 2 : 1 mol H2CO3 : (4 × 10–3 mol) : mol Na2CO3 = 1 : 2 : 1 1

mol H2CO3 = mol Na2CO3 = 2 (4 × 10–3 mol) = 2 × 10–3 mol mol Na CO

[garam] = [Na2CO3] = volume2 total3 4 × 10–3 = volume total =

2 × 10−3 volume total 2 × 10 −3 4 × 10 −3

= 0,5 L

Jadi, volume total larutan garam adalah 0,5 liter atau 500 mL. Volume H2CO3 = volume total – volume NaOH Volume H2CO3 = 500 mL – 400 mL = 100 mL mol H2CO3 = (0,02 M × 0,1 L) = 2 × 10–3 mol (sesuai) Dengan demikian, volume H2CO3 yang ditambahkan sebanyak 100 mL. Kimia Kelas XI

123

7. Jawaban: e Campuran yang dapat membentuk larutan penyangga yaitu campuran antara asam kuat dengan basa lemah atau basa kuat dengan asam lemah dan ketika direaksikan sisa asam lemah/basa lemah. 1) Mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol Mol HCl = MHCl × VHCl = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O( ) Mula-mula : 10 mmol 10 mmol – – Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 10 mmol 10 mmol Habis bereaksi

2)

Mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol Mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3 3 = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol NaOH(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O( )

Mula-mula: 10 mmol 10 mmol – – Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 10 mmol 10 mmol Habis bereaksi

3)

2NaOH(aq) + H2CO3(aq) → Na2CO3(aq) + 2H2O( )

Mula-mula: 10 mmol 10 mmol – – Reaksi : 10 mmol 5 mmol 5 mmol 10 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – 5 mmol 5 mmol 10 mmol Sisa asam lemah

Jadi, larutan penyangga terbentuk pada reaksi antara 100 mL NaOH 0,1 M dan 100 mL H2CO3 0,1 M. 8. Jawaban: c mol HNO3 = 0,5 L × 0,1 M = 0,05 mol mol NH3 =


HNO3(aq)

3

[OH–] = Kb

= 0,1 M × 100 mL = 10 mmol Mula-mula: 20 mmol 10 mmol – – Reaksi : 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 10 mmol – 10 mmol 10 mmol Sisa basa kuat

Mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol Mol H2CO3 = MH CO × VH CO 2

3

2

3

= 0,1 M × 50 mL = 5 mmol 2NaOH(aq) + H2CO3(aq) → Na2CO3(aq) + 2H2O( )

Mula-mula : 10 mmol 5 mmol – – Reaksi : 10 mmol 5 mmol 5 mmol 10 mmol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 5 mmol 10 mmol Habis bereaksi


NH4NO 3( aq ) – 0,05 mol 0,05 mol

[basa] [garam]

[OH–] = 9 × 10–6

NaOH(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O( )

→

0,075 mol 0,05 mol 0,025 mol

Reaksi menyisakan basa lemah dan garam sehingga membentuk larutan penyangga.

[OH–] = 1,8 × 10–5 ×

3

= 0,075 mol

+ NH3(aq)

mula-mula: 0,05 mol reaksi: 0,05 mol setimbang: –

Mol NaOH = MNaOH × VNaOH

Mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH

124

Mol NaOH = MNaOH × VNaOH = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol Mol H2CO3 = MH CO × VH CO 2 3 2 3 = 0,1 M × 100 mL = 10 mmol

OH– = 1,8 × 10–5 ×

= 0,2 M × 100 mL = 20 mmol

4)

5)

⎡ 0,025 mol ⎤ ⎢ 0,5 L ⎥ ⎣ ⎦ ⎡ 0,05 mol ⎤ ⎢ 0,5 L ⎥ ⎣ ⎦

0,025 0,05

pOH = –log [OH–] = –log 9 × 10–6 pOH = 6 – log 9 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 9) = 8 + log 9 Jadi, pH larutan akhir merupakan pH larutan penyangga sebesar 8 + log 9. 9. Jawaban: e misal volume CH3COOH adalah x dan volume KOH adalah y. mol CH3COOH = 0,05x mol KOH = 0,05y pH = 5 → [H+] = 10–5 CH3COOH(aq) + KOH(aq) → CH3COOK(aq) + H2O( ) mula-mula: reaksi: setimbang:

0,05x 0,05y 0,05x – 0,05y = 0,05(x – y)

[H+] = Ka

0,05y 0,05y –

0,05y 0,05y

[asam] [garam]

10–5 = (2 × 10–5)

⎡ 0,05(x − y ) ⎤ ⎢ volume total ⎥ ⎣ ⎦ 0,05y ⎡ ⎤ ⎢ volume total ⎥ ⎣ ⎦

0,05y 0,05y

10 −5 2 × 10 −5 1 2

=

0,05(x − y ) 0,05y

=

0,05(x − y ) 0,05y

mol Ba(OH)2 = 300 mL × 0,01 M = 3 mmol = 3 × 10–3 mol mol H2SO4 = mol Ba(OH)2 = 3 × 10–3 mol volume H2SO4 =

0,1(x – y) = 0,05y 0,1x – 0,1y = 0,05y 0,1x = 0,05y + 0,1y 0,1x = 0,15y

x=

0,15 0,1

=

y = 1,5y

10. Jawaban: b Reaksi dalam titrasi sebagai berikut. 2NaOH(aq) + H2SO4 (aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O( ) Perbandingan mol NaOH dengan H2SO4 adalah 2 : 1. mol NaOH = 20 mL × 0,1 M = 2 mmol 1 2

mol NaOH =

1 (2 mmol) = 1 mmol 2

mol H2SO4 = volume × [H2SO4] [H2SO4] =

mol H2SO4 volume

3 × 10 −3 mol 0,05

= 0,06 L = 60 mL

Jadi, volume H2SO4 yang diperlukan sebanyak 60 mL.

Jadi, perbandingan volume CH3COOH dengan volume KOH adalah x : y = 1,5 : 1 = 3 : 2.

mol H2SO4 =

mol [H2SO4 ]

1 mmol

= 20 mL = 0,05 M Jadi, konsentrasi larutan H2SO4 adalah 0,05 M.

11. Jawaban: e Reaksi titrasi antara HCN (asam lemah) dan titran KOH (basa kuat) ditunjukkan oleh grafik e yang ditandai dengan pH larutan yang semula asam (di bawah 7) mengalami kenaikan selama penambahan titran KOH. Titik ekuivalen terjadi pada pH di atas 7 karena hasil titrasi menghasilkan garam KCN yang bersifat basa. Grafik titrasi a menunjukkan reaksi titrasi antara asam kuat dengan basa kuat yang ditunjukkan oleh pH larutan yang semula asam (di bawah 7) semakin naik hingga titik titrasi pada pH 7 (netral). Grafik titrasi b menunjukkan titrasi basa kuat dengan asam kuat yang ditandai dengan pH larutan yang semula basa (di atas 7) mengalami penurunan hingga titik ekuivalen pada pH 7 (netral). Grafik c menunjukkan reaksi titrasi basa lemah dengan asam kuat yang ditandai dengan pH awal berupa basa kemudian mengalami penurunan hingga titik ekuivalen pada pH di bawah 7. Penurunan ini terjadi karena hasil titrasi berupa garam yang bersifat asam. Grafik d menunjukkan grafik titrasi basa kuat dengan asam lemah yang ditandai dengan titik ekuivalen pada pH di bawah 7. 12. Jawaban: e H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaSO4(aq) + 2H2O( ) Oleh karena reaksi menghasilkan larutan netral, mol H2SO4 sama besar dengan mol Ba(OH)2.

13. Jawaban: b volume NaOH = 400 mL = 0,4 L pH NaOH = 12 – log 5, pOH = 14 – (12 – log 5) = 2 + log 5 [OH–] = 5 × 10–2 M [NaOH] = [OH–] = 5 × 10–2 M mol NaOH = 0,4 L × (5 × 10–2 M) = 0,02 mol Reaksi menghasilkan larutan netral sehingga mol gas HCl yang bereaksi sama dengan jumlah mol NaOH yaitu sebanyak 0,02 mol. massa gas HCl = mol × Mr = 0,02 mol × 36,5 gram mol–1 = 0,73 gram mol HCl volume HCl

=

0,02 mol volume HCl

=

volume HCl =

mol NO volume NO 6 g/30 g mol−1 5L 0,02 mol × 5 L 6 g/30 g mol−1

= 0,500 L = 500 mL Jadi, volume gas HCl yang dialirkan sebanyak 500 mL. 14. Jawaban: e H2CO3(aq) + 2NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + 2H2O( ) mol NaOH = 25 mL × 0,4 M = 10 mmol 1

mol H2CO3 = 2 × mol NaOH 1

= 2 × 10 mmol = 5 mmol mol H2CO3 dalam 20 mL larutan = 5 mmol mol H2CO3 dalam 100 mL larutan = 5 mmol ×

100 20

= 25 mmol Konsentrasi H2CO3 = M= 0,25 = %=

mol volume

=

25 mmol 100 mL

= 0,25 M

% × 10 × P Mr

% × 10 × 1,6 gram cm−3 62 gram mol−1 0,25 M × 62 gram cm−3 10 × 1,6 gram cm−3

= 0,97% Jadi, kadar H2CO3 dalam larutannya sebesar 0,97%. Kimia Kelas XI

125

15. Jawaban: e Reaksi titrasi: H2C2O4(aq) + 2NaOH(aq) → Na2C2O4(aq) + 2H2O( ) mol H2C2O4: mol NaOH = 1 : 2 mol H2C2O4 = 10 mL × 0,01 M = 0,1 mmol mol NaOH = 2 mol H2C2O4 = 2 × 0,1 mmol = 0,2 mmol Jumlah mol NaOH dalam 25 mL = 0,2 mmol Jumlah mol NaOH dalam 500 mL = 0,2 mmol × 500 mL 25 mL

= 4 mmol

massa NaOH dalam 500 mL = mol × Mr NaOH = 4 mmol × 40 mgram mmol–1 = 160 mgram = 0,16 gram Kadar NaOH dalam cuplikan =

massa NaOH sebenarnya massa cuplikan

=

0,16 gram 2 gram

0,02 mol

CaSO4(s) x

Ca2+(aq) + SO42–(aq) x

mol CaSO4 =

x

1,36 mg 136 mg/mmol

= 0,01 mmol = 1 × 10–2 mmol = 1 × 10–5 mol −5

[CaSO4] =

1 × 10 mol 1L

= 1 × 10–5 M

Ca2+(aq) + SO42–(aq) 1 × 10–5

1 × 10–5

18. Jawaban: b [NaCl] = 0,2 M VNaCl = 100 mL = 0,1 L [AgNO3] = 0,2 M VAgNO = 100 mL = 0,1 L 3 Vtotal = VNaCl + VAgNO = 0,1 L + 0,1 L = 0,2 L


=

0,02 mol 0,2 L

Mol AgNO3 = MAgNO × VAgNO 3

= 0,1 M

3

= 0,2 M × 0,1 L = 0,02 mol AgNO3(s) → Ag+(aq) + NO3–(aq) 0,02 mol

0,02 mol

0,02 mol

[Ag+] dalam AgCl =

mol Ag+ Vtotal

=

0,02 mol 0,2 L

Ag+(aq) + Cl–(aq)

AgCl(s)

Ksp = [Ag+][Cl–] = 0,1 × 0,1 = 0,01 = 10–2 Harga hasil kali [ion-ion] > Ksp AgCl sehingga terjadi endapan (terbukti). NaCl(aq) + AgNO3(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) 0,02 mol

0,02 mol

–

–

Reaksi : 0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – – 0,02 mol 0,02 mol

Mol AgCl = 0,02 mol Mr AgCl = (1 × Ar Ag) + (1 × Ar Cl) = (1 × 108) + (1 × 35,5) = 108 + 35,5 = 143,5 gram mol–1 Mol AgCl = 0,02 mol =

mAgCl M r AgCl m AgCl 143,5

mAgCl = 0,02 mol × 143,5 gram mol–1 = 2,87 gram 19. Jawaban: c 1) NiCO3(s)

Ksp CaSO4 = [Ca2+][SO42–] Ksp CaSO4 = (1 × 10–5)2 = 1 × 10–10

3

0,02 mol

mol Cl− Vtotal

[Cl–] dalam AgCl =

Mula-mula :

Ksp CaSO4 = x 2 Vair = 1.000 mL = 1 L massa CaSO4 = 1,36 mg

126

0,02 mol

= 0,1 M

17. Jawaban: a

1×

NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq)

×100% = 8%

16. Jawaban: c Ag2CrO4(s) → 2Ag+(aq) + CrO42–(aq) (Ksp) Ag2CrO4 = [Ag+]2[CrO42–]

10–5

= 0,2 M × 0,1 L = 0,02 mol

× 100%

Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan sebesar 8%.

CaSO4(s)

Mol NaCl = MNaCl × VNaCl

Ni2+(aq) + CO32–(aq)

s

s

Ksp NiCO3 =

s

[Ni2+][CO32–]

1,4 · 10–7 = s2 s=

1,4 × 10−7

= 3,7 × 10–4 2)

MnCO3(s)

Mn2+(aq) + CO32–(aq)

s

Ksp MnCO3 =

s

[Mn2+][CO32–]

2,2 · 10–13 = s2

s

Ksp < Qsp berarti terjadi endapan.

2,2 × 10−13

s=

3)

= 4,6 × 10–7 3)

Konsentrasi setelah dicampurkan:

Cd2+(aq) + CO32–(aq)

CdCO3(s) s

s

s

[Ag+] =

Ksp CdCO3 = [Cd2+][CO32–] 6,2 · 10–12 = s2

6,2 × 10

s=

−12

s

s

3,8 × 10

= (0,01)2(0,01) = 10–6 4)

−9

4

AgNO3(aq) → Ag+(aq) + NO3–(aq) 1)

0,02 M

5)

× 0,02 M = 0,01 M

[S2–] =

200 mL 400 mL

× 0,02 M = 0,01 M

2)

Ksp Ag3PO4 = 1 × 10–20 [Ag+] = [PO43–]

=

· 0,02 M = 0,01 M

2Ag+ (aq) + SO42–(aq)

Ksp > Qsp berarti larut. Jadi, garam yang larut adalah Ag 2CrO 4 dan Ag2SO4. 21. Jawaban: d 1) BaCrO4(s)

Ba2+(aq) + CrO42–(aq)

s

s

Ksp BaCrO4 =

s

[Ba2+][CrO42–]

2,0 × 10–10 = s2 × 0,02 M = 0,01 M

Ag3PO4(s) 3Ag+(aq) + PO43–(aq) Qsp Ag3PO4 = [Ag+]3[PO43–] = (0,01)3(0,01) =

200 mL 400 mL

= (0,01)2(0,01) = 10–6

× 0,02 M = 0,01 M

200 mL 400 mL

· 0,02 M = 0,01 M

Qsp Ag2SO4 = [Ag+]2[SO42–]

Konsentrasi setelah dicampurkan: 200 mL 400 mL

200 mL 400 mL

Ag2SO4(s)

= (0,01)2(0,01)


Ag+(aq) + Br –(aq)

[SO42–] =

Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2–(aq) Qsp Ag2S = [Ag+]2[S2–] = 10–6

· 0,02 M = 0,01 M

Ksp Ag2SO4 = 3 · 10–5 [Ag+] =

Konsentrasi setelah dicampurkan: =

200 ml 400 ml

Konsentrasi setelah dicampurkan:

0,02 M

200 mL 400 mL

[Br –] =

· 0,02 M = 0,01 M


Ksp Ag2S = 2 · 10–49 [Ag+]

200 mL 400 mL

Qsp AgBr = [Ag+][Br –] = (0,01)(0,01) = 10–4

3

[S2–] = [PO43–] = [CrO42–] = [Br –] = [SO42–] = 0,02 M VS2– = VPO3– = VCrO2– = VBr– = VSO2– = 200 mL

[Ag+] =

AgBr(s)

20. Jawaban: c Suatu garam akan larut jika Ksp > Qsp. [AgNO3] = 0,02 M VAgNO = 200 mL

0,02 M

Ksp AgBr = 5 · 10–13 Konsentrasi setelah dicampurkan:

= 6,1 × 10–5 Jadi, urutan kelarutan garam-garam tersebut dari yang terkecil yaitu MnCO3, CdCO3, CaCO3, dan NiCO3 atau 2), 3), 4), dan 1).

4

× 0,02 M = 0,01 M

Ksp > Qsp berarti garam larut.

3,8 · 10–9 = s2

4

200 mL 400 mL

s

Ksp CaCO3 = [Ca2+][CO32–] s=

× 0,02 M = 0,01 M

Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42–(aq) Qsp Ag2CrO4 = [Ag+]2[CrO42–]


CaCO3(s)

200 mL 400 mL

[CrO42–] =

= 2,5 × 10–6 4)

Ksp Ag2CrO4 = 6 × 10–5

10–8

s=

2,0 × 10−10

= 1,4 × 10–5 2)

PbSO4(s) s

Pb2+(aq) + SO42–(aq) s

s

Ksp PbSO4 = [Pb2+][SO42–] Kimia Kelas XI

127

1,8 × 10–8 = s2

1,8 × 10

s= 3)

−8

= 1,3 ×

10–4

23. Jawaban: d Hubungan yang tepat antara tipe koloid dan contohnya sebagai berikut.


CaCO3(s) s

s

Tipe Koloid

s

1) 2) 3) 4) 5)

Ksp CaCO3 = [Ca2+][CO32–] 2,8 × 10–9 = s2

2,8 × 10−9 = 5,2 × 10–5

s= 4)

AgCl(s)

Ag+(aq) + Cl–(aq)

s

Ksp AgCl =

s

s

24.

[Ag+][Cl–]

1,0 · 10–10 = s2 s = 1,0 × 10−10 = 1 × 10–5 Jadi, urutan kelarutan garam dari yang paling kecil yaitu AgCl, BaCrO4, CaCO3, dan PbSO4 atau 4), 1), 3), dan 2). 22. Jawaban: a Endapan terjadi apabila hasil kali konsentrasi ionion > Ksp. 1)

Ca(NO3)2 = 10–3 M, Ksp Ca(OH)2 = 5 × 10–6, KOH = 10–3 M (perubahan volume karena penambahan KOH diabaikan) [Ca2+][OH–]2 = (10–3)(10–3)2 = 10 –9 < K sp Ca(OH) 2 (tidak mengendap

2)

Ba(NO3)2 = 10–3 M, Ksp Ba(OH)2 = 4 × 10–3, KOH = 10–3 M [Ba2+][OH–]2 = (10–3)(10–3)2 = 10–9 < Ksp Ba(OH)2 (tidak mengendap)

3)

Mg(NO3)2 = 10–3 M, Ksp Mg(OH)2 = 3 × 10–12, KOH = 10–3 M [Mg2+][OH–]2 = (10–3)(10–3)2 = 10–9 > Ksp Mg(OH)2 (mengendap)

4)

Fe(NO3)2 = 10–3 M, Ksp Fe(OH)2 = 5 × 10–16, KOH = 10–3 M [Fe2+][OH–]2 = (10–3)(10–3)2 = 10–9 > Ksp Fe(OH)2 (mengendap)

Pb(NO3)2 = 10–3 M, Ksp Pb(OH)2 = 3 × 10–16, KOH = 10–3 M [Pb2+][OH–]2 = (10–3)(10–3)2 = 10–9 > Ksp Pb(OH)2 (mengendap) Jadi, campuran yang menghasilkan endapan adalah Fe(OH)2, Mg(OH)2, dan Pb(OH)2.

25.

26.

5)

128


27.

Busa padat Emulsi padat Emulsi cair Sol padat Aerosol

Contoh Batu apung Mutiara Susu Kaca berwarna Kabut

Jadi, pasangan data koloid yang berhubungan dengan tepat ditunjukkan oleh angka 3) dan 4). Jawaban: a Koloid yang tersusun atas fase padat yang terdispersi dalam medium cair merupakan tipe sol cair, misal tinta. Busa padat tersusun atas fase gas dalam medium padat, misal styrofoam. Emulsi cair tersusun dari fase cair yang terdispersi dalam medium cair, misal santan. Emulsi padat tersusun atas fase cair yang terdispersi dalam medium padat, misal mentega. Aerosol padat tersusun atas fase padat yang terdispersi dalam medium gas, misal debu. Jawaban: c Peptisasi merupakan cara pembuatan koloid dengan cara memecah partikel berukuran besar menjadi partikel koloid dengan menambahkan partikel elektrolit. Dialisis merupakan cara untuk memisahkan ion-ion penganggu kestabilan sistem koloid. Dispersi merupakan cara pembuatan koloid dengan mengubah ukuran partikel kasar menjadi ukuran koloid. Kondensasi merupakan cara pembuatan koloid melalui penggumpalan partikel larutan hingga menjadi ukuran partikel koloid. Busur Bredig merupakan cara membuat sistem koloid dengan mengubah ukuran par tikel menggunakan loncatan bunga api listrik. Jawaban: e Sifat koagulasi merupakan peristiwa penggumpalan dan pengendapan partikel koloid sehingga fase terdispersi dan medium terdispersinya terpisah. Penerapan sifat koagulasi di antaranya pengolahan karet dari lateks dan pembentukan delta di muara sungai. Penjernihan air tebu dengan arang karbon merupakan penerapan sifat adsorpsi yaitu penyerapan zat di permukaan zat lain. Sorot lampu pada keadaan berkabut merupakan contoh efek Tyndall. Penyaringan debu pabrik dengan alat Cottrel merupakan penerapan sifat elektroforesis. Jawaban: a Sol AgI yang bermuatan negatif akan mudah dikoagulasikan dengan elektrolit yang bermuatan positif dengan jumlah muatan paling besar. Muatan positif dari: AlCl3 = 3, BaCl2 = 2, NaCl = 1, Na2SO4 = 1, dan Na3PO4 = 1. Jadi, elektrolit yang paling baik untuk mengkoagulasikan AgI yaitu AlCl3.

28. Jawaban: a Cara dispersi merupakan cara pembuatan koloid dengan mengubah ukuran partikel besar menjadi ukuran partikel koloid, misal menambahkan H2O ke dalam larutan AlCl3 untuk membuat sol Al(OH)3 dan melakukan prosedur busur Bredig untuk membuat sol logam. Sementara itu, mereduksi larutan AuCl3 dengan reduktor nonelektrolit untuk membentuk sol emas, mengalirkan gas H2S ke dalam larutan SO2 untuk membuat sol belerang, dan mereaksikan larutan AgNO3 dengan larutan NaCl untuk membuat sol AgCl termasuk cara kondensasi. Cara kondensasi merupakan cara pembuatan koloid dengan mengubah partikel kecil ukuran larutan menjadi lebih besar sesuai ukuran partikel koloid. 29. Jawaban: d 1) 2H2S(g) + SO2(g) → 3S(s) + 2H2O( ) merupakan reaksi redoks. 2) 2AuCl3(aq) + 3SnCl2(aq) → 3SnCl4(aq) + 2Au(s) merupakan reaksi redoks. 3) As2O3(aq) + 3H2S(g) → As2S3(s) + 3H2O( ) merupakan reaksi pemindahan. 4) FeCl3(aq) + 3H2O( ) → Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq) merupakan reaksi hidrolisis. 5) AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq) merupakan reaksi pengendapan. 30. Jawaban: e Penjelasan mengenai jenis koloid beserta cara pembuatannya sebagai berikut. Jenis Sol

Reaksi Pembuatan

Jenis Pembuatan

a.

Sol belerang

Meneteskan larutan jenuh belerang ke dalam air.

Metode kondensasi (pemindahan/substitusi)

b.

Sol belerang

Mengalirkan gas H 2 S ke dalam endapan NiS.

Metode dispersi (peptisasi)

Menggerus padatan belerang menjadi pertikel koloid.

Metode dispersi (mekanik)

Mereduksi larutan AuCl3 dengan senyawa fosfor.

Metode kondensasi (redoks)

c.

Sol belerang

d.

Sol emas

e.

Sol raksa

Mengembunkan uap raksa melalui air dingin.

B. Uraian 1. massa Ca(OH)2 = 0,37 gram Mr Ca(OH)2 = 74 gram mol–1 mol Ca(OH)2 = =


0,005 gram 0,5 L

M Ca(OH)2 =

= 0,005 mol

= 0,01 M

[OH–] = M Ca(OH)2 × valensi [OH–] = 0,01 M × 2 = 0,02 pOH = –log [OH–] = –log (0,02) = –log 2 × 10–2 = 2 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (2 – log 2) = 12 + log 2 Jadi, pH larutan yang terbentuk dari 0,37 gram Ca(OH)2 dalam volume 500 mL adalah 12 + log 2. 2. Volume Ba(OH)2 = 100 mL = 0,1 L pH Ba(OH)2 = 12 pOH = 2 [OH–] = 10–2 [OH–] = M Ba(OH)2 × valensi 10–2 = M Ba(OH)2 × 2 M Ba(OH)2 = 5 × 10–3 M mol Ba(OH)2 = M Ba(OH)2 × volume = (5 × 10–3 M) × 0,1 L = 5 × 10–4 mol Volume CH3COOH = 200 mL = 0,2 L pH CH3COOH = 3 + log 5 [H+] = 5 × 10–3 M CH3COOH = [H+] = 5 × 10–3 M mol CH3COOH = M CH3COOH × volume = (5 × 10–3 M) × 0,2 L = 10 × 10–4 mol Reaksi yang terjadi sebagai berikut. Ba(OH)2(aq) + 2CH3COOH(aq) → Ba(CH3COO)2(aq) + 2H2O( ) mula-mula:

5 × 10-4 mol

10 × 10-4 mol

reaksi:

5 × 10-4 mol

10 × 10-4 mol

setimbang:

Metode kondensasi cara fisika (pengembunan uap)

massa Ca(OH)2 M r Ca(OH)2

-

-

5 × 10-4 mol

10 × 10-4 mol

10-4

10 × 10-4 mol

5×

mol

Terjadi reaksi hidrolisis garam Ba(CH3COO)2 yang bersifat basa. mol Ba(CH3COO)2 = 5 × 10–4 mol volume = 100 mL + 200 mL = 300 mL = 0,3 L

M Ba(CH3COO)2 =

5 × 10 −4 mol 0,3 L

= 1,7 × 10–3 M

Ba(CH3COO)2(aq) → Ba2+(aq) + 2CH3COO–(aq) Ba2+(aq) + H2O( ) ⎯/→ CH3COO–(aq) + H2O( ) → CH3COOH(aq) + OH–(aq)

Kimia Kelas XI

129

Kw Ka

[OH–] =

10−14

[OH–] = [OH–]

2 × 10−6

(1,7 × 10−3 )

1.000 mL

0,85 × 10

=

Dalam reaksi titrasi, mol asam cuka yang bereaksi sama dengan mol NaOH = 15 mL × 0,01M = 0,15 mmol mol asam cuka dalam 20 mL larutan = 0,15 mmol

× [Ba(CH3COO)2 ]

−11

8,5 × 10−12

[OH–] =

[OH–] = 2,9 × 10–6 pOH = –log [OH–] = –log (2,9 × 10–6) = 6 – log 2,9 pH = 14 – pOH = 14 – (6 – log 2,9) = 8 + log 2,9 Jadi, pH akhir larutan berupa pH hidrolisis sebesar 8 + log 2,9. 3. pH = 3 –log [H+] = 3 [H+] = 10–3

6. Mg(OH)2(s) → Mg2+(aq) + 2OH–(aq) s

Ka × a

[H+] =

10 −6 0,1

0,01 M

= 10–5

pH = 5 – log 5 –log [H+] = 5 – log 5 –log [H+] = –log 5 × 10–5 [H+] = 5 × 10–5 Mol CH3COOH = MCH COOH × VCH COOH 3

3

= 0,1 M × 0,1 L = 0,01 mol [H+] = Ka ×

nCH3 COOH nCH3 COONa

5 × VCH COONa = 1 L 3

3

1L 5

= 0,2 L = 200 mL

Jadi, volume garam natrium yang ditambahkan adalah 200 mL. 4. VCH

3COOH

= 200 mL

· VCH COOH 3COOH 3

MCH

3COOH

MCH

3COOH

=

· valensi = MNaOH · VNaOH · valensi · 200 · 1 = 0,2 · 100 · 1

0,2 · 100 · 1 200 · 1

= 0,1 M

5. Volume rata-rata NaOH =

15 mL + 16 mL + 14 mL 3

= 15 mL


0,01 M

1,8 × 10–11 = s × (0,01)2

s=

1,8 × 10−11 mL (0,01)2

= 1,8 × 10–7

Jadi, kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan NaOH 0,01 M sebesar 1,8 × 10–7. 7. PbSO4(s) → Pb2+(aq) + SO42–(aq) s

s

s

Ksp PbSO4 = [Pb2+] [SO42–] 2,5 × 10–11 = s × s 2,5 × 10–11 = s2 s = 5 × 10–6 M = s = 5 × 10–6 M Mr PbSO4 = 303 gram mol–1 massa PbSO4 M r PbSO 4

5 × 10–6 M =

Jadi, konsentrasi CH3COOH adalah 0,1 M.

130

0,01 M

M PbSO4 =

[NaOH] = 0,2 M VNaOH = 100 mL MCH

2s

[OH–] = 2s + 0,01 M Oleh karena s dianggap sangat kecil dibandingkan 0,01 M, maka diabaikan sehingga: [OH–] = 0,01 M Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+][OH–]2

0,01mol

5 × 10–5 = 10–5 × 0,01M ·V CH3COONa

VCH COONa =

s

NaOH(s) → Na+(aq) + OH–(aq)

10–3 = K a × 0,1 10–6 = Ka × 0,1

Ka =

mol dalam larutan encer = 20 mL × 0,15 mmol = 7,5 mmol mol dalam larutan induk sama dengan mol dalam larutan encer (pengenceran hanya menambah volume dan mengubah konsentrasi) massa asam cuka (dalam larutan induk) = mol × Mr = 7,5 mmol × 60 gram mol–1 = 450 mgram = 0,45 gram Jadi, massa asam cuka yang terlarut dalam larutan induk sebanyak 0,45 gram.

1.000

× 200

massa PbSO4 303 gram mol−1

×5

massa PbSO4 = 303 × 10–6 gram = 0,303 mgram Jadi, massa PbSO4 yang terlarut dalam 200 mL larutannya tersebut sebanyak 0,303 gram. 8. a.

Ba(NO3)2(aq) → Ba2+(aq) + 2NO3–(aq) 0,0001 M

0,0001 M

0,0002 M


BaCO3(s)

0,0002 M 0,0001 M

Ba2+(aq) + CO32–(aq) 0,0001 M

0,0001 M

Qsp BaCO3 = [Ba2+][CO32–] = 0,0001 M × 0,0001 M = 10–8 Qsp > Ksp berarti mengendap. b.

Ca(NO3)2(aq) → Ca2+(aq) + 2NO3–(aq) 0,0001 M

Na2CO3(aq) → 0,0001 M

CaCO3(s)

0,0001 M

0,0002 M

2Na+(aq)

+ CO32–(aq)

0,0002 M

Ca2+(aq) 0,0001 M

0,0001 M

+ CO32–(aq)

0,0001 M

Qsp CaCO3 = [Ca2+][CO32–] = 0,0001 M · 0,0001 M = 10–8 Qsp > Ksp berarti mengendap. c.

AgNO3(aq) →

0,0001 M

Ag+(aq) + NO3–(aq)

0,0001 M

0,0001 M


Ag2CO3(s)

0,0002 M

0,0001 M

2Ag+(aq) + CO32–(aq) 0,0001 M

0,0001 M

KspAg2CO3 = [Ag+]2[CO32–] = (0,0001 M)2(0,0001 M) = 10–12 Qsp < Ksp berarti belum mengendap. Jadi, senyawa yang telah mengendap adalah BaCO3 dan CaCO3.

9. Efek Tyndall merupakan sifat partikel koloid yang mampu menghamburkan cahaya ke segala arah. Penerapan sifat koloid efek Tyndall dalam kehidupan sehari-hari antara lain sebagai berikut. a. Sorot sinar lampu motor atau mobil pada malam hari saat keadaan berkabut/berasap. b. Berkas sinar matahari di antara celah daun pepohonan pada pagi hari berkabut tampak jelas. c. Terbentuknya warna biru pada langit di siang hari atau warna jingga di sore hari. 10. Pembuatan koloid melalui reaksi pengendapan dilakukan dengan cara mencampurkan dua macam larutan elektrolit hingga menghasilkan endapan yang berukuran koloid. Contoh pembuatan sol AgCl. Sol AgCl dibuat dengan cara mencampurkan larutan AgNO3 dengan larutan HCl encer atau NaCl encer. Reaksi yang terjadi: AgNO3(aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO3(aq) AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) Pembuatan koloid melalui reaksi hidrolisis dilakukan dengan mereaksikan garam tertentu dengan air. Contoh: pembuatan Fe(OH)3. Sol Fe(OH)3 dibuat dengan cara menambahkan larutan FeCl3 ke dalam air mendidih. Larutan FeCl3 akan terionisasi menghasilkan ion Fe3+. Ion Fe3+ ini akan mengalami reaksi hidrolisis menjadi Fe(OH)3. Reaksi yang terjadi: Fe(OH)3(aq) + 3HCl( ) FeCl3(aq) + 3H2O( )

Kimia Kelas XI

131

Kunci Jawaban Dan Pembahasan Lks Kimia Kelas 11 Semester 2 5t6r3j

Overview 3e4r5l

More details w3441

Related Documents 3m3m1z

Kunci Jawaban Dan Pembahasan Lks Kimia Kelas 11 Semester 2 5t6r3j

Lks Dan Kunci Jawaban 3d4n4z

Kunci Jawaban Dan Pembahasan Kimia Xib 636x59

03 Kunci Jawaban Dan Pembahasan Kimia Xii 1k1y4z

01 Kunci Jawaban Dan Pembahasan Kimia Xa 5b63n

Kunci Jawaban Pr Kimia 11 4z3to

More Documents from "Rizky Aditya" 4z4n

Kalkosit 676ey

Contoh Curriculum Vitae 5p4169

Kunci Jawaban Dan Pembahasan Lks Kimia Kelas 11 Semester 2 5t6r3j

Asuhan Keperawatan Pada Klien Dengan Gangguan Irama Jantung 6k3m4g

Armitage 621a2f

Sop Discharge Planning 4h3ph