Kekuatan Asam dan Basa, Grafik Titrasi (Netralisasi) dan indikator asam basa

Asam kuat apabila dilarutkan dalam air akan terionisai sempurna ( a =1). Sebagai contoh asam kuat antara lain :

HCl --> H ⁺ + Cl ^-

HNO ₃ --> H ⁺ + NO ₃ ^-

Begitu juga yang terjadi pada larutan basa kuat. Basa kuat jika dilarutkan dalam air akan mengalami ionisasi sempurna. Sebagai contoh basa kuat antara lain:

KOH --> K ⁺ + OH ^-

Ba(OH) ₂ --> Ba ²⁺ + 2OH ^-

Tetapan ionisasi asam kuat dan basa kuat dalam air sama dengan 1 .

Asam lemah yaitu senyawa asam yang jika dilarutkan dalam air akan terionisassi sebagian (0< a <1).

Sebagai contoh asam lemah antara lain :

CH ₃ COOH ⇄ H ⁺ + CH ₃ COO ^-

H ₂ CO ₃ ⇄ 2H ⁺ + CO ₃ ^2-

Begitu juga yang terjadi pada larutan basa lemah. Basa lemah hanya terionisasi sebagian jika dilarutkan dalam air.

Sebagai contoh basa lemah antara lain:
NH ₄ OH ⇄ NH ₄ ⁺ + OH ^-
Al(OH) ₃ ⇄ Al ³⁺ + 3OH ^-

Asam lemah HA dalam air akan terionisasi sebagian sebagai berikut:

HA ⇄ H ⁺ + A ^-

Menurut hukum kesetimbangan

Jika [ H ⁺ ] = [ A ^- ] dan [ HA ] dianggap tetap karena HA yang terionisasi kecil, maka:

atau
 

Sehingga

Contoh soal:

Berapa konsentrasi ion H ⁺ padas suhu 20 ⁰ C yang mengandung 0,1 M asam sianida (HCN) jika Ka = 4,9 x 10 ^-10 ?

Jawab:

Diketahui Ca = [HCN] = 0,1 M dan Ka = 4,9 x 10 ^-10

Dari rumus

, maka:

, sehingga

Basa lemah LOH dalam air akan terionisasi sebagian sebagai berikut:

LOH ⇄ L+ + OH-

Menurut hukum kesetimbangan

jika [ L ⁺ ] = [ OH ^- ] dan [ LOH ] dianggap tetap karena LOH yang terionisasi kecil, maka:

atau

sehingga

Contoh Soal:

Hitunglah harga konsentrasi ion OH ^- yang terdapat dalam larutan 0,01 M (CH ₃ ) ₂ NH jika harga Kb = 5,1 x 10 ^-4 !

Jawab:

Diketahui Cb = [(CH ₃ ) ₂ NH] = 0,01 M dan Kb = 5,1 x 10 ^-4

Dari rumus

maka dapat dihitung sebagai berikut:

Asam + Basa --> Garam + Air

Pada reaksi asam dan basa kosentrasi asam dan basa dapat ditentukan dengan suatu metode kuantitatif dengan cara titrasi, yaitu cara analisis tentang pengukuran jumlah larutan yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan tepat dengan zat yang terdapat dalam larutan asam atau basa dengan ditandai adanya perubahan warna. Pada saat perubahan warna, titrasi dihentikan dan kadar asam basa dapat ditentukan dengan perhitungan stoikiometri.

a. Penetralan asam kuat oleh basa kuat

Mula-mula pH larutan naik sedikit demi sedikit, kemudian terjadi perubahan yang cukup drastis pada sekitar titik ekivalen. Titik ekivalen terjadi pada saat pH larutan 7, dimana asam dan basa tepat habis bereaksi. Untuk menunjukkan titik ekivalen dapat digunakan indikator mrtil merah, bromtimol biru atau fenolftalein. Indikator-indikator tersebut menunjukkan perubahan warna pada sekitar titik ekivalen. Fenolftalein lebih sering digunakan karena memberikan perubahan warna yang lebih tajam disekitar titik ekivalen.

b. Penetralan asam lemah oleh basa kuat

Titik ekivalen berada diatas 7, yaitu antara 8 dan 9. Lonjakan perubahan pH pada sekitar titik ekivalen lebih sempit, hanya sekitar 3 satuan, yaitu antara pH ± 7 sampai pH ± 10. Sebagai indikator digunakan fenolftalein, karena jika menggunakan metil merah akan terjadi perubahan warna sebelum tercapai titik ekivalen.

c. Penetralan basa lemah oleh asam kuat.

Titik ekivalen berada dibawah 7, lonjakan perubahan pH pada sekitar titik ekivalen lebih sempit, hanya sekitar 3 satuan, yaitu antara pH ± 7 sampai pH ± 4. Sebagai indikator digunakan metil merah (trayek ; 4,2 - 6,3)

a. Kertas lakmus Kertas lakmus adalah kertas yang diberi suatu senyawa kimia sehingga akan menunjukkan warna yang berbeda setelah dimasukkan pada larutan asam maupun basa. Warna kertas lakmus akan berubah sesuai dengan larutannya seperti tertera dalam tabel 1.

Tabel 1. Warna kertas lakmus jika dikenai larutan asam basa

Jenis kertas lakmus	Dalam larutan bersifat
	Asam	Basa	Netral
Merah Biru	Merah Merah	Biru Biru	Merah Biru

Dibawah ini diberikan beberapa pengujian dengan menggunakan kertas lakmus.

Tabel 2. Warna kertas lakmus bila ditetesi larutan sampel.

Zat	Lakmus merah	Lakmus biru
Air HCl 0,1 M NaOH 0,1 M	Tetap merah Tetap merah Biru	Tetap biru Merah Tetap biru

Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa:

1) Air bersifat netral karena tidak memberi perubahan warna pada kertas lakmus.

2) Larutan HCl bersifat asam karena dapat memerahkan lakmus biru.

3) Larutan NaOH bersifat basa karena dapat membirukan lakmus merah.

Penyebab sifat asam menurut Arrhenius adalah karena adanya ion H ⁺ jika zat tersebut dilarutkan dalam air, begitu juga sifat basa ditimbulkan karena adanya ion OH ^- yang terjadi oleh pelarutan zat dalam air.

Menurut teori Arrhenius, zat yang dalam air menghasilkan ion H ⁺ disebut asam danbasa adalah zat yang dalam air terionisasi menghasilkan ion OH ^- .

HCl --> H ⁺ + Cl ^-

NaOH --> Na ⁺ + OH ^-

Meskipun teori Arrhenius benar, pengajuan desertasinya mengalami hambatan berat karena profesornya tidak tertarik padanya. Desertasinya dimulai tahun 1880, diajukan pada 1883, meskipun diluluskan teorinya tidak benar. Setelah mendapat bantuan dari Van’ Hoff dan Ostwald pada tahun 1887 diterbitkan karangannya mengenai asam basa. Akhirnya dunia mengakui teori Arrhenius pada tahun 1903 dengan hadiah nobel untuk ilmu pengetahuan.

Sampai sekarang teori Arrhenius masih tetap berguna meskipun hal tersebut merupakan model paling sederhana. Asam dikatakan kuat atau lemah berdasarkan daya hantar listrik molar. Larutan dapat menghantarkan arus listrik kalau mengandung ion, jadi semakin banyak asam yang terionisasi berarti makin kuat asamnya. Asam kuat berupa elektrolit kuat dan asam lemah merupakan elektrolit lemah. Teori Arrhenius memang perlu perbaikan sebab dalam lenyataan pada zaman modern diperlukan penjelasanyang lebih bisa diterima secara logik dan berlaku secara umum. Sifat larutan amoniak diterangkan oleh teori Arrhenius sebagai berikut:

NH ₄ OH --> NH ₄ ⁺ + OH ^-

Jadi menurut Svante August Arrhenius (1884) asam adalah spesi yang mengandung H ⁺ dan basa adalah spesi yang mengandung OH ^-, dengan asumsi bahwa pelarut tidak berpengaruh terhadap sifat asam dan basa.

b. Menggunakan Indikator

Untuk pengetesan senyawa bersifat asam atau basa dapat dilakukan dengan menggunakan indikator. Indikator adalah suatu zat, yang warnanya berbeda-beda sesuai dengan konsentrasi ion-Hidrogen. Indikator umumnya merupakan suatu asamatau basa organik lemah, yang dipakai dalam larutan yang sangat encer. Asam atau basa indikator yang tidak terdisosiasi mempunyai warna yang berbeda dengan hasil disosiasinya, sehingga memudahkan praktikan dalam menentukan apakah larutan tersebut bersifat asam atau bersifat basa.

Tabel 3. Indikator yang ada di dalam Laboratorium

Indikator	Nama Kimia	Dalam asam	Dalam basa	Jangka pH
(Asam) biru kresilbrilian (Asam) a -naftol benzein Ungu metil (Asam) merah kresol (Asam) biru timol Ungu meta kresol Ungu bromo fenol Jingga metil Merah Kongo Hijau bromo kresol Merah metil Merah klorofenol (Litmus) azolitmin Biru bromotimol Ungu difenol (Basa) merah kresol a -Naftol-ftalein (Basa) biru timol (Basa) a -Naftol-benzein Fenolftalein Timolftalein (Basa) biru kresilbrilian	Amino-dietilamino-metil difenazonium klorida Pentametil p -rosanilia hidroklorida O-kresolsulfon-ftalein Timol-sulfon-ftalein m-kresolsulfon-ftalein Tetrabromofenol-sulfon ftalein Dimetilamino-azo- benzena-natrium sulfonat Asam difenil-bis-azo a -naftilamina-4-sulfonat Tetrabromo-m-kresol sulfon ftalein O-Karboksibenzena-azo dimetilanilina Diklorofenol-sulfon ftalein Dibromo-timol-sulfon ftalein O-Hidroksi-difenil sulfon ftalein O-Kresol-sulfon ftalein a - Naftol-ftalein Timol-sulfon ftalein Amino-dietilamino-metil difenazonium klorida	Jingga-merah Tak berwarna Kuning Merah Merah Merah Kuning Merah Lembayung Kuning Merah Kuning Merah Kuning Kuning Kuning Kuning Kuning Kuning Tak berwarna Tak berwarna Biru	Biru Kuning Hijau-biru Kuning Kuning Kuning Biru Kuning Merah Biru Kuning Merah Biru Biru Lembayung Merah Biru Biru Hijau-biru Merah Biru Kuning	0,0-1,0 0,0-0,8 0,0-1,8 1,2-2,8 1,2-2,8 1,2-2,8 2,8-4,6 3,1-4,4 3,0-50 3,8-5,4 4,2-6,3 4,8-6,4 5,0-8,0 6,0-7,6 7,0-8,6 7,2-8,8 7,3-8,7 8,0-9,6 8,2-10,0 8,3-10,0 9,3-10,5 10,8-12,0

Sumber : G.Svehla. 1990: 57-58

Selain indikator diatas larutan asam dan basa dapat ditentukan dengan menggunakan bahan-bahan alami yang berwarna seperti dari kunyit, bunga sepatu merah, kulit manggis dan lain-lain. Untuk membuat warna ungu akan terbentuk pada suasana netral, larutan asam akan memberikan larutan berwarna ungu ke warna merah kecoklatan dan dalam larutan basa akan memberkan warna ungu ke biru kehitaman.

Posted in: Materi Kimia SMA XI