Contoh Soal dan Pembahasan Asam Lemah dan Basa Lemah
Pendahuluan
Asam dan basa adalah dua konsep fundamental dalam kimia yang sangat penting untuk dipahami. Asam lemah dan basa lemah memiliki peran krusial dalam berbagai reaksi kimia, baik dalam konteks laboratorium maupun dalam kehidupan sehari-hari. Artikel ini akan membahas contoh soal dan pembahasan mengenai asam lemah dan basa lemah secara terperinci.
Pengertian Asam Lemah dan Basa Lemah
Asam Lemah
Asam lemah adalah asam yang tidak terdisosiasi sepenuhnya dalam larutan air. Ini berarti bahwa dalam larutan asam lemah, hanya sebagian kecil molekul asam yang terurai menjadi ion hidrogen (\(\text{H}^+\)) dan anion konjugat (\(\text{A}^-\)). Contoh umum dari asam lemah adalah asam asetat (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)).
Basa Lemah
Basa lemah adalah basa yang tidak terdisosiasi sepenuhnya dalam larutan air. Basa lemah hanya sedikit yang terurai menjadi ion hidroksida (\(\text{OH}^-\)) dan kation konjugat. Contoh umum dari basa lemah adalah amonia (\(\text{NH}_3\)).
Rumus Kimia Dasar untuk Asam Lemah dan Basa Lemah
Asam Lemah
Reaksi disosiasi asam lemah dalam air dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:
\[
\text{HA} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{A}^-
\]
dengan \(\text{HA}\) sebagai asam lemah dan \(\text{A}^-\) sebagai anion konjugat.
Konstanta disosiasi asam (\(K_a\)) digunakan untuk menggambarkan kekuatan asam lemah:
\[
K_a = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}
\]
Basa Lemah
Reaksi disosiasi basa lemah dalam air dapat dinyatakan sebagai:
\[
\text{B} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{BH}^+ + \text{OH}^-
\]
dengan \(\text{B}\) sebagai basa lemah dan \(\text{BH}^+\) sebagai kation konjugat.
Konstanta disosiasi basa (\(K_b\)) digunakan untuk menggambarkan kekuatan basa lemah:
\[
K_b = \frac{[\text{BH}^+][\text{OH}^-]}{[\text{B}]}
\]
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh Soal 1: Asam Lemah
Soal: Hitung pH dari larutan 0.1 M asam asetat (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)) jika \(K_a\) dari asam asetat adalah \(1.8 \times 10^{-5}\).
Pembahasan:
1. Tulis persamaan disosiasi:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
2. Tetapkan konsentrasi awal dan perubahan konsentrasi dalam tabel ICE (Initial, Change, Equilibrium).
| | \(\text{CH}_3\text{COOH}\) | \(\text{CH}_3\text{COO}^-\) | \(\text{H}^+\) |
|——-|—————————-|—————————-|—————–|
| Initial | 0.1 M | 0 | 0 |
| Change | -x | +x | +x |
| Equilibrium | 0.1 – x | x | x |
3. Hubungkan \(K_a\) dengan konsentrasi pada keadaan setimbang:
\[
K_a = \frac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]} = \frac{x \cdot x}{0.1 – x}
\]
Karena \(K_a\) kecil, asumsi \(x \ll 0.1\) sering valid:
\[
K_a \approx \frac{x^2}{0.1}
\]
\[
1.8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0.1}
\]
\[
x^2 = 1.8 \times 10^{-6}
\]
\[
x = 1.34 \times 10^{-3}
\]
4. Hitung pH:
\[
\text{pH} = -\log[H^+] = -\log(1.34 \times 10^{-3}) = 2.87
\]
Contoh Soal 2: Basa Lemah
Soal: Hitung pOH dari larutan 0.05 M amonia (\(\text{NH}_3\)) jika \(K_b\) dari amonia adalah \(1.8 \times 10^{-5}\).
Pembahasan:
1. Tulis persamaan disosiasi:
\[
\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-
\]
2. Tetapkan konsentrasi awal dan perubahan konsentrasi dalam tabel ICE:
| | \(\text{NH}_3\) | \(\text{NH}_4^+\) | \(\text{OH}^-\) |
|——-|—————–|——————-|——————|
| Initial | 0.05 M | 0 | 0 |
| Change | -x | +x | +x |
| Equilibrium | 0.05 – x | x | x |
3. Hubungkan \(K_b\) dengan konsentrasi pada keadaan setimbang:
\[
K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} = \frac{x \cdot x}{0.05 – x}
\]
Dengan asumsi \(x \ll 0.05\):
\[
K_b \approx \frac{x^2}{0.05}
\]
\[
1.8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0.05}
\]
\[
x^2 = 9 \times 10^{-7}
\]
\[
x = 3 \times 10^{-4}
\]
4. Hitung pOH:
\[
\text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log(3 \times 10^{-4}) = 3.52
\]
5. Konversikan ke pH jika diperlukan:
\[
\text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 3.52 = 10.48
\]
Kesimpulan
Memahami asam lemah dan basa lemah melalui contoh soal sangat membantu dalam memprediksi perilaku kimia mereka dalam larutan. Dengan memahami konsep \(K_a\) dan \(K_b\) serta cara mengonversi konsentrasi ion ke pH atau pOH, kita dapat menganalisis berbagai larutan dalam konteks akademik maupun industri. Teruslah berlatih dengan berbagai soal untuk memperdalam pemahaman dan keterampilan analisis kimia Anda.
