Contoh Soal Pembahasan Hidrolisis Garam
Hidrolisis garam adalah fenomena kimia yang melibatkan reaksi garam dengan air, menghasilkan asam atau basa sebagai produk samping. Proses ini seringkali menjadi topik penting dalam pembelajaran kimia karena memahami hidrolisis garam dapat memberikan wawasan dasar tentang sifat larutan dan membantu dalam identifikasi pH larutan. Dalam artikel ini, kita akan membahas beberapa contoh soal dan pembahasannya yang berkaitan dengan hidrolisis garam.
Konsep Dasar Hidrolisis Garam
Hidrolisis garam terjadi ketika garam terurai dalam air dan ionnya bereaksi dengan molekul air sehingga menghasilkan asam atau basa. Tidak semua garam akan terhidrolisis dalam air; beberapa di antaranya netral, artinya tidak mengubah pH dari larutan. Namun, beberapa garam dapat menghasilkan larutan yang bersifat asam atau basa tergantung pada asal asam dan basa yang membentuk garam tersebut.
Untuk memahami mekanisme ini, penting untuk mengetahui bahwa:
– Garam dari asam kuat dan basa kuat (seperti NaCl) biasanya tidak mengalami hidrolisis dan larutan tetap netral.
– Garam dari asam lemah dan basa kuat (seperti CH3COONa) biasanya menghasilkan larutan basa.
– Garam dari asam kuat dan basa lemah (seperti NH4Cl) biasanya menghasilkan larutan asam.
– Garam dari asam lemah dan basa lemah dapat bereaksi dengan air dan menentukan pH akhir tergantung pada kekuatan relatif asam dan basa.
Contoh Soal dan Pembahasan
Soal 1: Hidrolisis Kalium Asetat (CH3COOK)
Pertanyaan:
Apakah larutan kalium asetat (CH3COOK) bersifat asam, basa, atau netral? Tuliskan reaksi hidrolisis yang terjadi serta tentukan pH larutan tersebut.
Pembahasan:
Kalium asetat (CH3COOK) adalah garam dari asam lemah (asam asetat, CH3COOH) dan basa kuat (kalium hidroksida, KOH). Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa larutan CH3COOK kemungkinan bersifat basa karena ion asetat (CH3COO⁻) dapat berhidrolisis dalam air.
Reaksinya adalah sebagai berikut:
\[ CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \]
Ion asetat (CH3COO⁻) menerima proton (H⁺) dari air (H2O) untuk membentuk asam asetat (CH3COOH) dan ion hidroksida (OH⁻). Kehadiran ion hidroksida (OH⁻) dalam larutan membuatnya bersifat basa.
Untuk menentukan pH, kita memerlukan konsentrasi ion OH⁻. Misalnya kita memiliki solusi 0,1 M CH3COOK dan konstanta ionisasi asam asetat (Ka) adalah 1,8 × 10⁻⁵.
Langkah-langkah yang diambil adalah:
1. Menggunakan konstanta basa (Kb) untuk ion CH3COO⁻:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Mendisosiasikan ion CH3COO⁻ dalam larutan:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
Misalkan derajat disosiasi adalah ‘x’:
\[ 5,56 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Mengabaikan \(x\) kecil pada penyebut, kita dapat menyederhanakan:
\[ x^2 \approx 5,56 \times 10^{-11} \Rightarrow x = \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} = 7,45 \times 10^{-6} \]
Konsentrasi OH⁻:
\[ [OH^-] = 7,45 \times 10^{-6} \]
pOH dari larutan:
\[ pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 \times 10^{-6}) \approx 5,13 \]
Menggunakan hubungan antara pH dan pOH:
\[ pH = 14 – pOH = 14 – 5,13 = 8,87 \]
Jadi, larutan CH3COOK bersifat basa dengan pH sekitar 8,87.
Soal 2: Hidrolisis Ammonium Klorida (NH4Cl)
Pertanyaan:
Apakah larutan ammonium klorida (NH4Cl) bersifat asam, basa, atau netral? Tuliskan reaksi hidrolisis yang terjadi serta tentukan pH larutan tersebut.
Pembahasan:
Ammonium klorida (NH4Cl) adalah garam dari asam kuat (HCl) dan basa lemah (NH3). Dari hal ini, kita dapat menyimpulkan bahwa larutannya bersifat asam karena ion ammonium (NH4⁺) dapat berhidrolisis dalam air.
Reaksinya adalah sebagai berikut:
\[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \]
Ion ammonium (NH4⁺) mendonorkan proton (H⁺) ke molekul air (H2O) membentuk ammonia (NH3) dan ion hidronium (H3O⁺). Kehadiran ion hidronium (H3O⁺) dalam larutan ini menyebabkan larutannya bersifat asam.
Misalnya kita memiliki larutan 0,1 M NH4Cl. Konstanta ionisasi basa (Kb) untuk NH3 adalah 1,8 × 10⁻⁵.
Langkah-langkah yang diambil adalah:
1. Menggunakan konstanta asam (Ka) untuk ion NH4⁺:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Mendisosiasikan ion NH4⁺ dalam larutan:
\[ K_a = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
Misalkan derajat disosiasi adalah ‘x’:
\[ 5,56 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Mengabaikan \(x\) kecil pada penyebut, kita dapat menyederhanakan:
\[ x^2 \approx 5,56 \times 10^{-11} \Rightarrow x = \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} = 7,45 \times 10^{-6} \]
Konsentrasi H3O⁺:
\[ [H_3O^+] = 7,45 \times 10^{-6} \]
pH dari larutan:
\[ pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 \times 10^{-6}) \approx 5,13 \]
Jadi, larutan NH4Cl bersifat asam dengan pH sekitar 5,13.
Dalam kedua contoh di atas, kita melihat bagaimana identifikasi jenis hidrolisis dapat membantu dalam menentukan sifat larutan. Melalui penerapan konstanta kesetimbangan ionisasi (Ka atau Kb) dan beberapa asumsi sederhana, kita dapat menyelesaikan masalah ini dengan cukup mudah.
Pembahasan soal hidrolisis garam ini tidak hanya melatih keterampilan analitis dalam perhitungan matematis, tetapi juga memperdalam pemahaman konsep dasar kimia larutan. Mengetahui bagaimana ion dari berbagai asal menyumbangkan proton atau akseptor dalam molekul air, dan bagaimana ini mempengaruhi pH suatu larutan, adalah fundamental untuk menguasai banyak topik lanjutan dalam kimia.
