chapter 9 kesetimbangan kimia dan sistem asam-basa
Post on 30-Jul-2015
132 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
KesetimbanganKimia
Chapter 9
Presentasi Powerpoint PengajarolehPenerbit ERLANGGADivisi Perguruan Tinggi
Kesetimbangan adalah suatu keadaan di mana tidak adaperubahan yang terlihat seiring berjalannya waktu.
Kesetimbangan kimia tercapai jika:
• Laju reaksi maju dan laju reaksi balik sama besar
• Konsentrasi reaktan dan produk tetap konstan
Kesetimbangan fisis
H2O (l)
Kesetimbangan kimia
N2O4 (g)
15.1
H2O (g)
2NO2 (g)
N2O4 (g) 2NO2 (g)
zat awal NO2 zat awal N2O4 campuran awalNO2 & N2O4
kesetimbangan
kesetimbangan
15.1
kesetimbangan
15.1
konstan
N2O4 (g) 2NO2 (g)
= 4,63 x 10-3K = [NO2]2
[N2O4]
aA + bB cC + dD
K = [C]c[D]d
[A]a[B]bPersamaan Kesetimbangan
K >> 1
K << 1
bergeser ke kanan produk bertambah
bergeser ke kiri reaktan betambah
Kesetimbangan akan
15.1
Kesetimbangan homogen berlaku untuk reaksi yang semuaspesi reaksinya memiliki fasa yang sama.
N2O4 (g) 2NO2 (g)
Kc = [NO2]2
[N2O4]Kp =
NO2P2
N2O4P
dalam kebanyakan kasus
Kc ≠ Kp
aA (g) + bB (g) cC (g) + dD (g)
15.2
Kp = Kc(RT)∆n
∆n = mol produk gas – mol reaktan gas= (c + d) – (a + b)
2
Kesetimbangan Homogen
CH3COOH (aq) + H2O (l) CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)
Kc =‘ [CH3COO-][H3O+][CH3COOH][H2O]
[H2O] = constant
Kc = [CH3COO-][H3O+]
[CH3COOH] = Kc [H2O]‘
Pada umumnya satuan untuk konstantakesetimbangan tidak dituliskan.
15.2
(Ionisasi asam asetat dalam air)Soal Latihan
Tulislah persamaan Kc and Kp untuk
2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)
CH3COOH(aq) + CH3OH(aq) CH3COOCH3(aq) + H2O(l)
Konsentrasi-konsentrasi kesetimbangan untuk reaksiantara karbon monoksida dan molekul klorin yang membentuk COCl2 (g) pada740C adalah [CO] = 0,012 M, [Cl2] = 0,054 M, dan [COCl2] = 0,14 M. Carilah konstantakesetimbangan Kc dan Kp.
CO (g) + Cl2 (g) COCl2 (g)
Kc = [COCl2]
[CO][Cl2]=
0,140,012 x 0,054
= 220
Kp = Kc(RT)∆n
15.2
Konstanta kesetimbangan Kp untuk reaksi
adalah 158 pada 1000K. Berapakah tekanan kesetimba-ngan O2 jika PNO = 0,400 atm dan PNO = 0,270 atm?2
2NO2 (g) 2NO (g) + O2 (g)
15.2
Kp = 2PNO PO2
PNO2
2
PO2 = Kp
PNO2
2
PNO2
PO2 = 158 x (0,400)2/(0,270)2 = 347 atm
Kesetimbangan heterogen berlaku untuk reaksi yang reaktan-reaktan dan produk-produknya berbeda fase.
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
Kc =‘ [CaO][CO2][CaCO3]
[CaCO3] = konstan[CaO] = konstan
Kc = [CO2] = Kc x‘ [CaCO3][CaO] Kp = PCO2
Konsentrasi padatan dan cairan murni tidak dimasukkanke dalam persamaan konstanta kesetimbangan.
15.2
PCO2 = Kp
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
PCO2 tidak bergantung pada jumlah CaCO3 or CaO
15.2
3
Misalkan kesetimbangan ini tercapai pada 295 K:
Tekanan parsial masing-masing gas adalah 0,265 atm. Hitunglah Kp dan Kc untuk reaksi tersebut?
NH4HS (s) NH3 (g) + H2S (g)
Kp = PNH3 H2SP = 0,265 x 0,265 = 0,0702
15.2
A + B C + D
C + D E + F
A + B E + F
Kc =‘ [C][D][A][B] Kc =‘‘ [E][F]
[C][D]
[E][F][A][B]Kc =
Kc‘Kc‘‘Kc
Kc = Kc‘‘Kc‘ x
Jika suatu reaksi dapat dinyatakan sebagaijumlah dari dua atau lebih reaksi, makakontanta kesetimbangan untuk reaksitotalnya adalah hasil-kali dari konstanta-konstanta kesetimbangan dari tiap-tiapreaksi.
15.2
N2O4 (g) 2NO2 (g)
= 4,63 x 10-3K = [NO2]2
[N2O4]
2NO2 (g) N2O4 (g)
K = [N2O4][NO2]2
‘ =1K = 216
Jika persamaan suatu reaksi reversibelditulis dengan arah yang berlawanan, makakonstanta kesetimbangannya menjadikebalikan dari konstanta kesetimbanganawalnya.
15.2
Menulis Persamaan Konstanta Kesetimbangan
• Konsentrasi dari spesi-spesi reaksi dalam fasa terkondensasiM. Dalam fasa gas, konsentrasi dapat dinyatakan dalam Matau atm.
• Konsentrasi dari padatan murni, cairan murni, dan pelaruttidak dituliskan dalam persamaan konstanta kesetimbangan.
• Konstanta kesetimbangan tidak memiliki dimensi.
• Dalam menyatakan nilai konstanta kesetimbangan, kita harusmenuliskan persamaan setara beserta suhunya.
15.2
Kuosien reaksi (Qc) dapat dihitung dengan memasukkankonsentrasi awal dari reaktan dan produk ke dalampersamaan konstanta kesetimbangan (Kc).
JikaQc > Kc sistem bergeser ke kiri untuk mencapai kesetimbangan
Qc = Kc sistem berada pada kesetimbangan
Qc < Kc sistem bergeser ke kanan untuk mencapai kesetimbangan
15.3
Menulis kuosien Reaksiuntuk Reaksi Total
Soal: Gas oksigen bereaksi dengan gas nitrogen dalam mesinpembakaran internal sehingga menghasilkan nitrogen monoksida, yang kemudian akan bereaksi dengan oksigen di atmosfer sehinggamembentuk nitrogen dioksida.
(1) N2 (g) + O2 (g) 2 NO(g) Kc1 = 4,3 x 10-25
(2) 2 NO(g) + O2 (g) 2 NO2 (g) Kc2 = 6,4 x 109
(a) Perlihatkanlah bahwa Kc total untuk kedua reaksi di atas sama denganhasilkali dari Kc1 dan Kc2.(b) Hitunglah Kc untuk reaksi total.
4
Memprediksi Arah Reaksi dan MenghitungKosentrasi-konsentrasi Kesetimbangan
Soal: Dua komponen gas dapat bereaksi sesuai dengan persamaankimia berikut ini:
CH4(g) + 2 H2S(g) CS2(g) + 4 H2(g)
Dalam satu percobaan, 1,00 mol CH4, 1,00 mol CS2, 2,00 mol H2S, dan2,00 mol H2 dicampur dalam wadah 250 mL pada 960°C. pada suhu ini, Kc = 0,036. (a) Ke arah manakah reaksi bergeser? (b) Jika[CH4] = 5,56 M pada kesetimbangan, berapakah konsentrasi zat-zat yang lain?
[CH4] = = 4,00 M1,00 mol 0,250 L
[H2S] = 8,00 M, [CS2] = 4,00 Mdan [H2 ] = 8,00 M
Menghitung Kc dari Data KonsentrasiSoal: Hidrogen iodida terurai pada suhu sedang sesuai dengan reaksi dibawah ini:
Jika 4,00 mol HI dimasukkan ke dalam wadah 5,00 L pada 458°C, campuran kesetimbangannya diketahui mengandung 0,442 mol I2. Berapakah nilai Kc?
2 HI(g) H2 (g) + I2 (g)
[HI] = 0,800 M (awal)
[I2] = 0,0884 M (pada kesetimbangan)
Menentukan Konsentrasi Kesetimbangan dari Kc
Soal: Salah satu cara membuat metana adalah mereaksikan karbondisulfida dengan gas hidrogen, dan Kc pada 900°C adalah 27,8.
CS2 (g) + 4 H2 (g) CH4 (g) + 2 H2 S(g)
Pada kesetimbangan campuran reaksi dalam wadah 4,70 L mengandung0,250 mol CS2, 1,10 mol H2, dan 0,45 mol H2S, Berapakah metana yang terbentuk?
[CS2] = 0,0532 M[H2] = 0,234 M[H2S] = 0,0957 M
Menghitung Konsentrasi Kesetimbangan
1. Nyatakan konsentrasi kesetimbangan dari semua spesidalam konsentrasi awalnya dan satu variabel x, yang menyatakan perubahan konsentrasi.
2. Tulislah persamaan konsentrasi kesetimbangan dalamkonsentrasi kesetimbangannya. cari nilai konstantakesetimbangan, kemudian hitunglah nilai x.
3. Setelah mencari x, hitunglah konsentrasi dari semua spesi.
15.3
Menentukan konsentrasi kesetimbangan darikonsentrasi Awal dan Kc
Soal: Reaksi pembentukan HF dari hidrogen dan fluorin memiliki nilaiKc sebesar 115 pada suhu tertentu. Jika 3,000 mol dari masing-masingspesi dimasukkan ke dalam wadah 1,500 L, hitunglah konsentrasikesetimbangan dari masing-masing spesi.
H2 (g) + F2 (g) 2 HF(g)
Kc = = 115[HF]2
[H2] [F2]
[H2] = = 2,000 M3,000 mol
3,000 mol
3,000 mol
[F2] = = 2,000 M
[HF] = = 2,000 M1,500 L
1,500 L
1,500 L
Jika suatu tekanan eksternal diberikankepada suatu sistem yang setimbang, sistem tersebut akan menyesuaikansedemikian rupa untuk mengimbangitekanan ini ketika sistem mencapaiposisi kesetimbangan yang baru.
Asas Le Châtelier’s
• Perubahan konsentrasi
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
ditambahkanNH3
Kesetimbanganbergeser ke kiri
untukmengimbangi
tekanan15.4
5
Asas Le Châtelier’s
• Perubahan konsentrasi
Perubahan Pergeseran Kesetimbangan
Menambah konsentrasi produk ke kiriMengurangi konsentrasi produk ke kanan
Mengurangi konsentrasi reaktanMenambah konsentrasi reaktan ke kanan
ke kiri14.5
aA + bB cC + dD
ditambahditambahdikurangi dikurangi
Memprediksi Pengaruh Perubahan Konsentrasiterhadap Posisi Kesetimbangan
Soal: Karbon akan bereaksi dengan air dan menghasilkan karbonmonoksida dan hidrogen, dalam reaksi yang disebut reaksi gas air yang digunakan untuk menghasilkan bahan bakar untuk industri.
C(s) + H2O (g) CO(g) + H2 (g)Apa yang terjadi terhadap:(a) [CO] jika C ditambah? (c) [H2O] jika H2 ditambah?(b) [CO] jika H2O ditambah? (d) [H2O] jika CO dikurangi?
Perubahan-perubahan di atastidak mempengaruhi Kc.
Pengaruh Perubahan Tekanan (atau Volume)
Perubahan tekanan kebanyakan melibatkan spesi dalam fasa gas karena padatan dan cairan pada dasarnya inkompresibel. Untuk gas, perubahan tekanan dapat terjadi dalam tiga cara:
Mengubah konsentrasi komponen gas
Menambahkan gas inert (gas yang tidak ikut bereaksi)
Mengubah volume wadah reaksi
Meningkatkan tekanan dengan cara memperkecil volume akanmenghasilkan reaksi bersih yang menurunkan jumlah total mol gas.MENGAPA??Kc tidak berubah.
Jika diketahui sistem kesetimbangan berikut ini.
2 PbS(s) + 3 O2(g) 2 PbO(s) + 2 SO2(g)
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)
Prediksilah arah reaksi bersih yang terjadiapabila kita memperbesar tekanan dengan caramemperkecil volume.
Pengaruh Perubahan suhuHanya perubahan suhu yang akan mengubah nilai konstanta kesetim-bangan, dan karena itu suhu harus disertakan dalam penulisan nilai Kc.
Ketika kita menaikkan suhu, kita menambahkan kalor. Untukmemanfaatkan sebagian dari kalor ini, reaksi akan bergeser ke arahreaksi endotermik.Jika reaksinya eksotermik, menaikkan suhu akan menggeser reaksi kearah sebaliknya. (Bagaimana nilai Kc-nya?)
O2 (g) + 2 H2 (g) 2 H2O(g) + Energy = Exothermic
Menaikkan suhu akan menggeser kesetimbangan ke arahendotermik dan menurunkan suhu akan menggeserkesetimbangan ke arah eksotermik. MENGAPA??
Kenaikan suhu akan memperbesar Kc untuk sistem dengan +∆H0rxn
Kenaikan suhu akan memperkecil Kc untuk sistem dengan -∆H0rxn
Contoh Soal
Bagaimanakah pengaruh peningkatan suhuterhadap konsentrasi kesetimbangan zat-zatyang diberi garis bawah dan Kc-nya?
∆H(kJ)CaO(s) + H2O Ca(OH)2(aq) -82CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 178 SO2(g) S(s) + O2(g) 297
6
Memprediksi Pengaruh Suhu dan Tekanan
Soal: Bagaimanakah anda mengubah volume (tekanan) dan suhuDalam reaksi-rekasi di bawah ini untuk meningkatkan produk?(a) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g); Ho = 197 kJ(b) CO(g) + 2 H2 (g) CH3OH(g); Ho = -90,7 kJ(c) C(s) + CO2 (g) 2 CO(g); Ho = 172,5 kJ
Proses Haber telah digunakan dalampembuatan 110 juta ton amonia tiap tahunnya.
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
∆H = -91,8 kJ
Bagaimanakah kondisi suhu dan tekananyang akan menghasilkan amonia secaramaksimal?
Pengaruh Suhudalam Sintesis Amonia
T (K) Kc
200 7,17 x 1015
300 2,69 x 108
400 3,94 x 104
500 1,72 x 102
600 4,53 x 100
700 2,96 x 10 -1
800 3,96 x 10 -2
Persentase Hasil Amonia vs. Suhu (°C)
dalam lima tekanan yang berbeda.
Asas Le Châtelier’s
• Perubahan Volume dan Tekanan
A (g) + B (g) C (g)
Perubahan Pergeseran Kesetimbangan
memperbesar tekanan ke sisi dengan jumlah mol gas tersedikitmemperkecil tekanan ke sisi dengan jumlah mol gas terbanyak
memperkecil volumememperbesar volume ke sisi dengan jumlah mol gas terbanyak
ke sisi dengan jumlah mol gas tersedikit
15.4
Asas Le Châtelier’s
• Perubahan suhu
Perubahan Reaksi Eksotermik
menaikkan suhu K turunmenurunkan suhu K naik
Reaksi Endotermik
K naikK turun
• Penambahan katalis• tidak mengubah K• tidak mengubah arah pergeseran kesetimbangan• mempercepat terjadinya kesetimbangan
15.4
7
Tanpa katalis Dengan katalis
15.4
Katalis menurunkan Ea untuk reaksi maju dan reaksi balik.
Katalis tidak mengubah konstanta kesetimbangan dan tidakmenggeser kesetimbangan.
Asas Le Châtelier’s
PerubahanPergeseran
KesetimbanganPerubahan Konstanta
Kesetimbangan
Konsentrasi ya tidak
Tekanan ya tidak
Volume ya tidak
Suhu ya ya
Katalis tidak tidak
15.4
Asam dan Basa
Asam
Memiliki rasa masam; misalnya cuka mempunyai rasa dari asamasetat, dan lemon serta buah-buahan sitrun lainnya mengandungasam sitrat.
Bereaksi dg logam tertentu menghasilkan gas oksigen.
Bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat menghasilkan gaskarbon monoksida.
Asam menyebabkan perubahan warna pd zat warna tumbuhan.
2HCl (aq) + Mg (s) MgCl2 (aq) + H2 (g)
2HCl (aq) + CaCO3 (s) CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)
Larutan asam dalam air menghantarkan listrik.
Asam Arrhenius adalah zat yang menghasilkan H+ (H3O+) dalam air
Basa Arrhenius adalah zat yang menghasilkan OH- dalam air
4.3
Asam Brønsted adalah donor protonBasa Brønsted adalah akseptor proton
asambasa asam basa
16.1
asambasa
konjugatbasaasam
konjugat
8
Basa konjugat dari suatu asam adalah spesi yang terbentukketika satu proton pindah dari asam tersebut.
Asam konjugat dari suatu basa adalah spesi yang terbentukketika satu proton ditambahkan ke basa tersebut.
asam + basa basa konjugat + asam konjugat
Apakah basa konjugat dari: HF, H2SO4, NH3?Apakah asam konjugat dari: O2-, SO4
2-, NH3?
Pasangan-pasangan konjugat dalamreaksi asam-basa
asam + basa basa + asam
Pasangan konjugat
Pasangan konjugat
reaksi 1 HF + H2O F– + H3O+
reaksi 2 HCOOH + CN– HCOO– + HCN
reaksi 3 NH4+ + CO3
2– NH3 + HCO3–
reaksi 4 H2PO4– + OH– HPO4
2– + H2O
reaksi 5 H2SO4 + N2H5+ HSO4
– + N2H62+
reaksi 6 HPO42– + SO3
2– PO43– + HSO3
–
Menentukan Pasangan Asam-Basa konjugatSoal: Reaksi-reaksi kimia di bawah ini penting dalam proses-proses
industri. Tentukan pasangan asam-basa konjugat.(a) HSO4
-(aq) + CN-
(aq) SO42-
(aq) + HCN(aq)
(b) ClO-(aq) + H2O(l) HClO(aq) + OH-
(aq)
(c) S2-(aq) + H2O(aq) HS-
(aq) + OH-(aq)
(d) HS-(aq) + H2O(aq) H2S(aq) + OH-
(aq)
O
H
H + O
H
H O
H
H H OH-+[ ] +
Sifat-sifat Asam-Basa Air
H2O (l) H+ (aq) + OH- (aq)
H2O + H2O H3O+ + OH-
asam basakonjugat
basa asamkonjugat
16.2
autoionisasi air
H2O (l) H+ (aq) + OH- (aq)
Konstanta Hasilkali Ion Air
Kc =[H+][OH-]
[H2O] [H2O] = konstan
Kc[H2O] = Kw = [H+][OH-]
Konstanta hasilkali ion air (Kw) adalah hasilkali antarakonsentrasi molar ion H+ dan ion OH- pada suhu tertentu.
Pada suhu 250CKw = [H+][OH-] = 1,0 x 10-14
[H+] = [OH-][H+] > [OH-][H+] < [OH-]
Larutan bersifatnetralasambasa
16.2
Berapakan konsentrasi ion OH- dalam larutan HCl yang konsentrasi hidrogennya sebesar 1,3 M?
Kw = [H+][OH-] = 1,0 x 10-14
[H+] = 1,3 M
[OH-] =Kw
[H+]1 x 10-14
1,3= = 7,7 x 10-15 M
16.2
Berapakah [H+] dalam 0,035M NaOH?
9
pH – Ukuran Keasaman
pH = -log [H+]
[H+] = [OH-][H+] > [OH-][H+] < [OH-]
Larutan bersifatnetralasambasa
[H+] = 1 x 10-7
[H+] > 1 x 10-7
[H+] < 1 x 10-7
pH = 7pH < 7pH > 7
Pada suhu 250C
pH [H+]
16.3 16.3
pOH = -log [OH-]
[H+][OH-] = Kw = 1,0 x 10-14
-log [H+] – log [OH-] = 14,00
pH + pOH = 14,00
pH air hujan di daerah tertentu di bagian timur-lautAmerika pada hari tertentu adalah 4,82. Berapakahkonsentrasi ion H+ dalam air hujan?
pH = -log [H+]
[H+] = 10-pH = 10-4,82 = 1,5 x 10-5 M
Konsentrasi ion OH- dalam sampel darah adalah 2,5 x 10-7
M. Berapakah pH sampel darah tersebut?
pH + pOH = 14,00
pOH = -log [OH-] = -log (2,5 x 10-7) = 6,60
pH = 14,00 – pOH = 14,00 – 6,60 = 7,40
16.3
Menghitung [H3O+], pH, [OH-], dan pOHSoal: Seorang kimiawan mengencerkan asam klorida pekatuntuk membuat dua larutan: (a) 3,0 M dan (b) 0,0024 M. Hitunglah [H3O+], pH, [OH-], dan pOH dari kedua larutantersebut pada suhu 25°C.
Berapakah [H3O+], [OH-], dan pOH dari suatu larutan yang memiliki pH = 3,67? dan pH = 8,05?
elektrolit kuat – 100% terdisosiasi
NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq)H2O
elektrolit lemah – tidak terdisosiasi sempurna
CH3COOH CH3COO- (aq) + H+ (aq)
Asam kuat adalah elektrolit kuat
HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq)
HNO3 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + NO3- (aq)
HClO4 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + ClO4- (aq)
H2SO4 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + HSO4- (aq)
16.4
HF (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + F- (aq)
Asam lemah adalah elektrolit lemah
HNO2 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + NO2- (aq)
HSO4- (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + SO4
2- (aq)
H2O (l) + H2O (l) H3O+ (aq) + OH- (aq)
Basa kuat adalah elektrolit kuat
NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)H2O
KOH (s) K+ (aq) + OH- (aq)H2O
Ba(OH)2 (s) Ba2+ (aq) + 2OH- (aq)H2O
16.4
10
F- (aq) + H2O (l) OH- (aq) + HF (aq)
Basa lemah adalah elektrolit lemah (NH3)
NO2- (aq) + H2O (l) OH- (aq) + HNO2 (aq)
Pasangan asam-basa konjugat:
• Jika asamnya kuat, basa konjugatnya sangat lemah.
• H3O+ adalah asam terkuat yang dapat berada di dalamlarutan berair.
• Ion OH- adalah basa terkuat yang dapat berada di dalamlarutan berair.
16.4 16.4
asam kuat asam lemah
16.4
Berapakah pH dari larutan 2 x 10-3 M HNO3?
HNO3 adalah asam kuat – 100% terdisosiasi.
HNO3 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + NO3- (aq)
pH = -log [H+] = -log [H3O+] = -log(0,002) = 2,7
Awal
Akhir
0,002 M
0,002 M 0,002 M0,0 M
0,0 M 0,0 M
Berapakah pH dari larutan 1,8 x 10-2 M Ba(OH)2?
Ba(OH)2 adalah basa kuat – 100% terdisosiasi.
Ba(OH)2 (s) Ba2+ (aq) + 2OH- (aq)Awal
Akhir
0,018 M
0,018 M 0,036 M0,0 M
0,0 M 0,0 M
pH = 14,00 – pOH = 14,00 + log(0,036) = 12,5616.4
HA (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + A- (aq)
Asam Lemah (HA) dan Konstanta Ionisasi Asam
HA (aq) H+ (aq) + A- (aq)
Ka =[H+][A-]
[HA]
Ka adalah konstanta ionisasi asam
Kakekuatan
asam lemah
16.5 16.5
11
Berapakah pH dari larutan 0,5 M HF (pada 250C)?
HF (aq) H+ (aq) + F- (aq) Ka =[H+][F-]
[HF] = 7,1 x 10-4
HF (aq) H+ (aq) + F- (aq)
Awal (M)
Perubahan (M)
Akhir (M)
0,50 0,00
-x +x
0,50 - x
0,00
+x
x x
Ka =x2
0,50 - x = 7,1 x 10-4
Ka ≈x2
0,50 = 7,1 x 10-4
0,50 – x ≈ 0,50Ka << 1
x2 = 3,55 x 10-4 x = 0,019 M
[H+] = [F-] = 0,019 M pH = -log [H+] = 1,72[HF] = 0,50 – x = 0,48 M 16.5
Kapan kita boleh menggunakan aproksimasi?
0,50 – x ≈ 0,50Ka << 1
Jika x lebih kecil daripada 5% dari konsentrasi awal.
x = 0,019 0,019 M0,50 M x 100% = 3,8%
Lebih kecil dari 5%Aproksiomasi ok.
Berapakah pH dari larutan 0,05 M HF (pada 250C)?
Ka ≈x2
0,05 = 7,1 x 10-4 x = 0,006 M
0,006 M0,05 M x 100% = 12%
Lebih dari 5%Aproksimasi tidak ok.
Harus menggunakan persamaan kuadrat atau metodependekatan berjenjang untuk mencari nilai x. 16.5
Menyelesaikan Soal-soal ionisasi asam lemah:
1. Tentukan spesi-spesi yang dapat mempengaruhi pH.
• Pada sebagian besar soal, anda dapat mengabaikanautoionisasi air.
• Abaikan [OH-] karena pH ditentukan oleh [H+].
2. Nyatakan konsentrasi kesetimbangan dari semua spesidalam konsentrasi awal dan satu variabel x.
3. Tulis Ka dalam konsentrasi-konsentrasi kesetimbangannya. Setelah mengetahui nilai Ka, kita dapat mencari x.
4. Hitunglah konsentrasi dari semua spesi dan/atau pH larutan.
16.5
Berapakah pH dari 0,122 M asam monoprotik yang nilaiKa-nya 5,7 x 10-4?
HA (aq) H+ (aq) + A- (aq)
Awal (M)
Perubahan (M)
Akhir (M)
0,122 0,00
-x +x
0,122 - x
0,00
+x
x x
Ka =x2
0,122 - x= 5,7 x 10-4
Ka ≈x2
0,122 = 5,7 x 10-4
0,122 – x ≈ 0,122Ka << 1
x2 = 6,95 x 10-5 x = 0,0083 M
0,0083 M0,122 M x 100% = 6,8%
Lebih dari 5%Aproksimasi tidak ok.
16.5
Ka =x2
0,122 - x= 5,7 x 10-4 x2 + 0,00057x – 6,95 x 10-5 = 0
ax2 + bx + c =0 -b ± b2 – 4ac√2ax =
x = 0,0081 x = - 0,0081
HA (aq) H+ (aq) + A- (aq)
Awal (M)
Perubahan (M)
Akhir (M)
0,122 0.00
-x +x
0,122 - x
0,00
+x
x x
[H+] = x = 0,0081 M pH = -log[H+] = 2,09
16.5
persen ionisasi = konsentrasi asam Ionisasi pada kesetimbangankonsentrasi awal asam
x 100%
Untuk asam monoprotik HA
Persen ionisasi = [H+]
[HA]0x 100% [HA]0 = konsentrasi awal
16.5
12
16.8
NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)
Basa Lemah dan Konstanta Ionisasi Basa
Kb =[NH4
+][OH-][NH3]
Kb adalah konstanta ionisasi basa
Kbkekuatan
basa lemah
16.6
Selesaikan soal-soal basa lemah sepertiasam lemah namun di sini kita mencari[OH-] bukan [H+].
Konstanta disosiasi-basa Kb mengacu pada kesetim-bangan yang terjadi ketika basa lemah ditambahkanke dalam air.
Amonia dan amina adalah molekul-molekul yang paling umum yang bertindak sebagai basa lemah.
Sebagian besar anion bertindak sebagai basalemah.
16.6
Menentukan pH dari Kb dan [B] awal
Soal: Amonia adalah zat pembersih yang paling umum digunakandalam rumah tangga dan termasuk basa lemah, dengan Kb = 1,8 x 10-5. Berapakah pH dari larutan 1,5 M NH3?
16.7
Konstanta Ionisasi Pasangan Asam-Basa Konjugat
HA (aq) H+ (aq) + A- (aq)
A- (aq) + H2O (l) OH- (aq) + HA (aq)
Ka
Kb
H2O (l) H+ (aq) + OH- (aq) Kw
KaKb = Kw
Asam Lemah dan Basa Konjugatnya
Ka = Kw
KbKb =
Kw
Ka
13
Semua anion dapat bekerjasebagai basa lemah kecualianion yang merupakanbasa konjugat dari asam kuat.
Menentukan pH suatu Larutan GaramSoal: Natrium sianida dalam air dapat menghasilkan larutan basa. Berapakah pH dalam larutan 0,25 M NaCN?
Ka HCN = 4,9 x 10-10
Petunjuk: Kita harus mencari pH larutan dari ion sianida, CN -, yang bertindak sebagai basa dalam air.
Reaksi antara anion atau kation suatu garam, ataukeduanya, dengan air disebut hidrolisis garam. Hidolisis mempengaruhi pH larutan garam.
Kation: Semua kation akan menghasilkan asamdalam air kecuali kation dari golongan 1 dan 2.
Anion:Beberapa bersifat asam HSO4
-
Anion yg merupakan basa konjugat dari asam kuatbersifat netral. (Cl-, NO3
-, …)Yang lainnya bersifat basa.
Sifat-sifat Asam-Basa dari GaramLarutan Asam:
Dengan mudah kita dapat mengetahui garam sepertiNH4Cl dapat menghasilkan larutan asam.
NH4Cl (s) NH4+ (aq) + Cl- (aq)H2O
NH4+ (aq) NH3 (aq) + H+ (aq)
Bagaimanakah garam seperti Al(NO3)3, CrCl3, or FeBr3menghasilkan larutan asam?
Al(H2O)6 (aq) Al(OH)(H2O)5 (aq) + H+ (aq)3+ 2+
16.9
Hidrolisis Asam Al3+
16.9
Asam Arrhenius adalah zat yang menghasilkan H+ (H3O+) dalam air
Asam Brønsted adalah donor proton
Asam Lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron
Basa Lewis adalah zat yang dapat memberikan sepasang elektron
Definisi Asam
H+ H O H••••
+ OH-••••••
asam basa
N H••
H
H
H+ +
asam basa 16.10
N H
H
H
H+
14
Asam dan Basa Lewis
N H••
H
H
asam basa
F B
F
F
+ F B
F
F
N H
H
H
Tidak ada proton yang diterima atau diberikan!
16.10
top related