Pintar Pelajaran Hidrolisis Garam Kimia, Sifat-Sifat, Jenis, Macam-Macam, Ph, Praktikum, Reaksi Asam Dan Basa, Pola Soal, Pembahasan

Hidrolisis Garam Kimia, Sifat-sifat, Jenis, Macam-macam, pH, Praktikum, Reaksi Asam dan Basa, Contoh Soal, Pembahasan - Siapa sih yang tak kenal asam cuka, pasta gigi, dan garam dapur? Hampir semua orang tahu. Cuka biasa dipakai untuk memasak atau sebagai bumbu perhiasan dikala kalian makan bakso, pasta gigi untuk menggosok gigi, sedangkan garam dapur untuk memasak. Ketiga materi tersebut mempunyai sifat keasaman/kebasaan yang berbeda. Cuka bersifat asam, pasta gigi bersifat basa, dan garam bersifat netral. Jika asam dan basa bereaksi maka akan menghasilkan garam dan air. Reaksi ini sering disebut dengan reaksi penetralan. Akan tetapi, tidak berarti garam yang dihasilkan selalu bersifat netral lantaran kenyataannya larutan garam sanggup bersifat asam ataupun basa. Mengapa larutan garam sanggup bersifat asam, basa, atau netral? Komponen apa yang memengaruhinya? Hal ini dijelaskan melalui konsep hidrolisis berikut.

Garam merupakan hasil reaksi antara asam dengan basa. Jika dilarutkan dalam air maka larutan garam sanggup terhidrolisis menjadi ion-ionnya, sehingga dari reaksi ionisasi tersebut sanggup diketahui sifat garamnya. Tetapi, tidak semua jenis garam sanggup terhidrolisis menjadi ion-ionnya. Hanya jenis garam dengan ciri-ciri tertentu saja yang sanggup terhidrolisis dalam air. Seperti pada reaksi penyangga, pada reaksi hidrolisis juga berlaku prinsip kesetimbangan. Dengan memakai prinsip kesetimbangan tersebut„ kalian sanggup memilih kekerabatan antara tetapan hidrolisis (K_h), tetapan ionisasi air (K_w), dan konsentrasi OH^- atau H⁺ larutan garam yang terhidrolisis. Dengan demikian, kalian sanggup menghitung pH hidrolisis garam. Untuk memahami lebih lanjut apa yang dimaksud dengan hidrolisis garam, ayo pelajari sungguh-sungguh uraian berikut.

1. Sifat-sifat Garam

Sifat garam tergantung pada besar lengan berkuasa lemahnya asam dan basa yang bereaksi. Jika yang direaksikan asam besar lengan berkuasa dan basa kuat, maka garam yang terbentuk bersifat netral, contohnya NaCl dan K₂SO₄. Apabila yang direaksikan asam besar lengan berkuasa dengan basa lemah, maka garam yang dihasilkan bersifat asam, contohnya NH₄Cl dan (NH₄)₂SO₄. Namun jikalau yang direaksikan yaitu basa besar lengan berkuasa dengan asam lemah, maka garam yang dihasilkan akan bersifat basa, misalnya Na₂CO₃ dan KF.

Asam lemah dan basa lemah tidak mengion tepat dalam air lantaran reaksi ionisasinya membentuk sistem

kesetimbangan. Sehingga asam lemah atau basa lemah mempunyai derajat ionisasi kurang dari satu (a < 1).

Sama halnya dengan larutan asam dan basa, maka garam dikala dilarutkan dalam air juga mengalami penguraian menjadi ion-ion pembentuknya. Ikutilah klarifikasi perihal konsep hidrolisis berikut, untuk mengetahui proses terurainya garam menjadi ion-ion.

2. Pengertian Hidrolisis [1]

Sebagaimana kita ketahui bahwa jikalau larutan asam direaksikan dengan larutan basa akan membentuk senyawa garam. Jika kita melarutkan suatu garam ke dalam air, maka akan ada dua kemungkinan yang terjadi, yaitu:

2.1. Ion-ion yang berasal dari asam lemah (misalnya CH₃COO^–, CN^–, dan S^2–) atau ion-ion yang berasal dari basa lemah (misalnya NH₄⁺, Fe²⁺, dan Al³⁺) akan bereaksi dengan air. Reaksi suatu ion dengan air inilah yang disebut hidrolisis. Berlangsungnya hidrolisis disebabkan adanya kecenderungan ion-ion tersebut untuk membentuk asam atau basa asalnya.

Contoh :

CH₃COO^– + H₂O → CH₃COOH + OH^–

NH₄⁺ + H₂O → NH₄OH + H⁺

2.2. Ion-ion yang berasal dari asam besar lengan berkuasa (misalnya Cl^–, NO₃^–, dan SO₄^2–) atau ion-ion yang berasal dari basa besar lengan berkuasa (misalnya Na⁺, K⁺, dan Ca²⁺) tidak bereaksi dengan air atau tidak terjadi hidrolisis. Hal ini dikarenakan ion-ion tersebut tidak mempunyai kecenderungan untuk membentuk asam atau basa asalnya. (Ingat kembali perihal kekuatan asam-basa!)

Na⁺ + H₂O → tidak terjadi reaksi
SO₄^2– + H₂O → tidak terjadi reaksi

Hidrolisis hanya sanggup terjadi pada pelarutan senyawa garam yang terbentuk dari ion-ion asam lemah dan ion-ion basa lemah. Jadi, garam yang bersifat netral (dari asam besar lengan berkuasa dan basa kuat) tidak terjadi hidrolisis.

3. Konsep Hidrolisis

Salah satu pola reaksi antara asam dengan basa yang menghasilkan garam yaitu reaksi CH₃COOH dengan NaOH. Hasil reaksi tersebut adalah CH₃COONa yang mempunyai sifat basa. Bagaimana kita sanggup mengetahui garam tersebut bersifat basa, padahal jikalau dilarutkan dalam air tidak menghasilkan ion OH^-? CH₃COONa jika dilarutkan dalam air akan mengalami ionisasi menghasilkan ion CH₃COO^- dan Na⁺. Ion Na⁺ tidak bereaksi dengan air lantaran berasal dari basa kuat. Lain halnya dengan ion CH₃COO^- yang sanggup bereaksi dengan air lantaran berasal dari asam lemah. Reaksi yang terjadi yaitu sebagai berikut.

CH₃COO^-(aq) + H₂O(l) D CH₃COOH(aq) + OH^-(aq)

Dari reaksi ini dihasilkan ion OH^-, dan hal inilah yang menyebabkan CH₃COONa bersifat basa. Proses ini disebut hidrolisis.

Reaksi hidrolisis yaitu reaksi yang terjadi antara suatu senyawa dan air dengan membentuk reaksi kesetimbangan.

Menurut konsep hidrolisis, anion atau kation penyusun garam yang berasal dari asam lemah atau basa lemah sanggup bereaksi dengan air. Kation dari basa lemah menghasilkan ion H⁺ dan anion dari asam lemah menghasilkan ion OH^-.

CH₃COOH, yang mempunyai nama trivial asam cuka, mempunyai kegunaan yang cukup luas, antara lain larutan encernya (20 - 25%) dipakai sebagai pemberi rasa pada makanan, untuk proses pewamaan kain dalam industri tekstil, sebagai pengawet sayuran dan buah, dan untuk menggumpalkan getah karet. (Mulyono, 2006, hlm. 29

4. Percobaan / Praktikum Mempelajari Sifat Berbagai Jenis Larutan Garam

A. Dasar Teori

Reaksi antara asam dan basa menghasilkan suatu garam. Garam tersebut sanggup mempunyai sifat asam, basa, atau netral. Hal itu tergantung pada jenis asam dan basa pembentuknya. Garam yang berasal dari asam besar lengan berkuasa dan basa lemah bersifat asam, sedangkan garam yang berasal dari asam lemah dan basa besar lengan berkuasa bersifat basa.

Untuk mengetahui pH suatu garam sanggup dipakai beberapa indikator, ibarat halnya pada pengukuran pH larutan asam maupun basa. Salah satu pola indikator yaitu kertas lakmus. Namun kertas lakmus ini tidak sanggup mengatakan pH secara kuantitatif, melainkan hanya secara kualitatif, yakni apakah garam itu bersifat asam ataukah basa. Adapun alat yang dipakai untuk mengetahui pH secara kuantitatif yaitu pH meter. (Syukri, 1999, hlm. 444.)

Lakmus merupakan pigmen biru yang diperoleh dari sejenis flora lumut (Roccella tinctoria), berwarna biru dalam kondisi (larutan) basa dan berwarna merah dalam suasana (larutan) asam. Lakmus ini biasa dipakai sebagai indikator asam basa. (Mulyono, 2006, him. 247)

B. Tujuan Percobaan

Menentukan ciri-ciri garam yang sanggup terhidrolisis dalam air sena mempelajari dampak reaksi hidrolisis terhadap pH larutan garam

C. Alat dan Bahan Percobaan 

Alat Percobaan :

1. Kertas lakmus
2. pH meter
3. Gelas ukur 25 mL
4. Erlenmeyer 25 mL

Bahan Percobaan :

1. Larutan NH₄CN
2. Larutan NaCl
3. Larutan CH₃COONa
4. Larutan NaNO₃
5. Larutan Na₂SO₄

D. Langkah Percobaan

1. Ukurlah masing-masing larutan garam sebanyak 20 mL, kemudian masukkan ke dalam erlenmeyer.
2. Ujilah setiap larutan dengan kertas lakmus, kemudian ukurlah masing-masing pH larutan dengan pH meter. Catatlah alhasil pada tabel hasil pengamatan.

WARNING :

Pada setiap kemasan materi kimia selalu disertai dengan "peringatan". Untuk menghindari ancaman yang tidak diinginkan, ikutilah petunjuk penggunaan dan perlakuan lainnya sesuai yang tercantum pada label.

E. Hasil Percobaan

Isilah tabel di bawah ini menurut hasil pengamatan

No.	Garam	Lakmus Merah	Lakmus Biru	pH	Sifat Larutan
1.	NH4CN
2.	NaCl
3.	CH3COONa
4.	NaNO3
5.	Na2SO4

F. Pembahasan

Untuk memperjelas percobaan ini, jawablah pertanyaan berikut.

1. Sebutkan garam mana saja yang mempunyai sifat asam, basa, dan netral.
2. Sebutkan garam mana saja yang mengalami hidrolisis.
3. Sebutkan ciri-ciri garam yang sanggup terhidrolisis.
4. Adakah kaitan sifat asam dan basa terhadap kemampuan hidrolisis garam? Jika ada, jelaskan.

G. Kesimpulan

Diskusikan hasil percobaan dengan kelompok kalian. Lalu, tulis alhasil dalam format laporan percobaan.

Pada percobaan di atas, kalian sanggup mengetahui pH larutan garam dengan memakai pH meter. Selain dengan memakai instrumen, pH larutan garam juga sanggup ditentukan secara teoritis. Bagaimana caranya? Perhatikanlah uraian selanjutnya.

5. Jenis Garam yang Dapat Terhidrolisis dan Cara Menghitung pH-nya

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, tidak semua garam sanggup terhidrolisis, tergantung dari kekuatan asam basa pembentuknya. Hal ini juga telah kalian buktikan melalui percobaan di atas. Garam dari asam besar lengan berkuasa dan basa besar lengan berkuasa tidak sanggup terhidrolisis lantaran komponen garam yang berasal dari asam besar lengan berkuasa dan basa besar lengan berkuasa merupakan asam atau basa konjugasi yang sangat lemah, dan tidak sanggup mengikat molekul air, sehingga garam ini mempunyai pH yang netral (pH = 7). Garam yang sanggup terhidrolisis yaitu garam dari asam besar lengan berkuasa dengan basa lemah, asam lemah dengan basa kuat, dan asam lemah dengan basa lemah. Berikut dijelaskan cara menghitung pH hidrolisis.

5.1. Garam yang Terbentuk dari Asam Kuat dengan Basa Lemah

Contoh garam yang berasal dari asam besar lengan berkuasa dengan basa lemah adalah NH₄Cl dan AgNO₃. Jika dilarutkan dalam air, garam ini akan menghasilkan kation yang berasal dari basa lemah dan anion dari asam kuat. Kation kemudian bereaksi dengan air menghasilkan ion H⁺. Semakin banyak kation yang bereaksi dengan air, maka jumlah ion H⁺ semakin bertambah, sehingga larutan hasil hidrolisis akan bersifat semakin asam (pH < 7).

Suatu larutan NH₄Cl dilarutkan dalam air, maka akan terjadi reaksi ionisasi sebagai berikut.

NH₄Cl(aq) → NH₄⁺(aq) + Cl^–(aq) .............................................. (1)

Ion NH₄⁺ berasal dari basa lemah yang merupakan asam konjugasi dari NH₃ sehingga akan bereaksi dengan air membentuk reaksi kesetimbangan berikut.

NH₄⁺(aq) + H₂O(aq) D NH₄OH(aq) + H⁺(aq) ......................... (2)

Reaksi hidrolisis di atas menghasilkan ion H⁺, sehingga larutan bersifat asam. Karena garam yang terbentuk dari asam besar lengan berkuasa dengan basa lemah, yang akan mengalami hidrolisis hanya kationnya (NH₄⁺). Maka NH₄Cl hanya mengalami hidrolisis sebagian. Dari reaksi (2), berlaku kesetimbangan:

K_c =  ......................................................... (3)

Karena air sebagai pelarut, maka konsentrasinya besar dan sanggup dianggap konstan.

K_c [H₂O] = K_h =  ................................................... (4)

Dalam reaksi kesetimbangan (2), [H⁺]= [NH₄OH] sedangkan [NH₄⁺] = [NH₄Cl] = [G], sehingga:

[H⁺] =  ....................................................................... (5)

Nilai K_h pada persamaan (5) ada hubungannya dengan K_b. Karena yang terhidrolisis basa lemah maka persamaannya sanggup diturunkan sebagai berikut:

K_h = 

K_h =  . [H⁺] [OH^–] ................................................. (6)

Ingat, bahwa reaksi ionisasi NH₄OH adalah:

NH₄OH(aq) → NH₄⁺(aq) + OH^–(aq), sehingga:

K_b =  =  = 

Ingat juga [OH^–] [H⁺] = K_w, sehingga persamaan (6) sanggup ditulis:

K_h = K_w / K_b ............................................................................. (7)

Dari persamaan (5) dan (7), kalian akan memperoleh persamaan berikut:

[H⁺] = 

log [H⁺] = ½ log K_w – ½ log [G] + ½ log K_b

pH = ½ (pK_w – pK_b – log [G])

Karena pH = 14, maka:

pH = ½ (14 – pK_b – log [G])

Keterangan :

K_h : tetapan hidrolisis

K_w : tetapan ionisasi air (10^–14)

K_b : tetapan ionisasi basa lemah

[G] : konsentrasi ion garam yang terhidrolisis

Contoh :

Hitunglah pH larutan (NH4)₂SO₄ 0,1 M. (K_b NH₃ pada suhu tertentu = 1 x 10^–5)

Penyelesaian:

Diketahui: [(NH4)₂SO₄] = 0,1 M

K_b NH₃ = 1 x 10^–5

Ditanyakan: pH larutan (NH4)₂SO₄

Jawaban :

(NH4)₂SO₄ adalah garam dari asam besar lengan berkuasa dan basa lemah. Ingat, lantaran yang besar lengan berkuasa memilih sifat garam dalam air, maka garam bersifat asam, artinya ada ion H⁺.

(NH4)2SO4	→	2NH4+	+	SO42-
0,1 M		0,1 M

[H⁺] = 

[H⁺] = 

[H⁺] =  = 1,4 x 10^–5

pH = – log 1,4 x 10^–5 = 4,85

Jadi, pH larutan (NH4)₂SO₄ adalah 4,85.

Ingat :

Log aⁿ = n log a

5.2. Garam yang Terbentuk dari Asam Lemah dengan Basa Kuat

Contoh garam yang berasal dari asam lemah dan basa besar lengan berkuasa antara lain CH₃COOK, CH₃COONa, dan NaCN. Jika garam tersebut dilarutkan dalam air, maka akan menghasilkan kation dari basa besar lengan berkuasa dan anion yang berasal asam lemah. Anion kemudian akan bereaksi dengan air menghasilkan ion OH^–. Bertambahnya ion OH^– ini akan mengakibatkan larutan bersifat data (pH > 7).

Jika larutan garam CH₃COONa dilarutkan dalam air, maka akan mengalami ionisasi sebagai berikut.

CH₃COONa(aq) D Na⁺(aq) + CH₃COO^-(aq) ......................... (1)

Ion CH₃COO^- yang merupakan basa kojugasi dari asam lemah CH₃COOH akan bereaksi dengan air membentuk reaksi kesetimbangan sebagai berikut:

CH₃COO^-(aq)+ H₂O(aq) D CH₃COOH(aq) + OH^-(aq) ....... (2)

Reaksi hidrolisis di atas menghasilkan ion OH^- sehingga larutan bersifat basa. Karena hanya anion (CH₃COO^-) yang terhidrolisis, maka CH₃COONa hanya mengalami hidrolisis sebagian.

Dari reaksi (2) di atas, berlaku kesetimbangan sebagai berikut:

Dalam kesetimbangan berlaku K_c =  ............................(3)

Karena air sebagai pelarut, maka konsentrasinya besar dan sanggup dianggap konstan :

K_c [H₂O] = K_h =  ......................................................(4)

Dalam kesetimbangan, [CH₃COOH] = [OH^-] dan [CH₃COO^-] = [CH₃COONa] = [G], sehingga;

K_h =  =  ..................................................(5)

[OH^-] =  ........................................................(6)

Nilai K_h pada persamaan (5) mempunyai kekerabatan dengan asam lemah. Karena yang terhidrolisis asam lemah, maka persamaannya sanggup diturunkan sebagai berikut.

K_h = 

K_h =  [OH^-] [H⁺] ............................................ (7)

Ingat reaksi ionisasi CH₃COOH :

CH₃COOH(aq) → H⁺(aq) + CH₃COO^–(aq)

K_a =  ;  = 

Ingat juga :

K_w = [OH^-] [H⁺] ; sehingga persamaan (7) sanggup ditulis:

K_h = K_w / K_a .......................................................................................... (8)

Dari persamaan (6) dan persamaan (8), kalian sanggup memperoleh persamaan berikut:

[OH^-] = 

– log [OH^-] = – ½ log pK_w – ½ log pK_a + ½ log [G]

pOH = – ½ (pK_w – pK_a – log [G])

pH = pK_w – pOH = ½ (pK_w + pK_a + log [G])

Karena pK_w = 14, dan [G] = konsentrasi garam yang terhidrolisis, maka:

pH = ½ (14 + pK_a + log [G])

Keterangan :

K_w : tetapan ionisasi air (10^–14)

K_a : tetapan ionisasi asam lemah

[G] : konsentrasi ion garam yang terhidrolisis

Contoh :

Berapa pH larutan yang terbentuk pada hidrolisis garam NaCN 0,01 M, jikalau diketahui Ka HCN = 1 x 10^–10?

Penyelesaian :

Diketahui :

[NaCN] = 0,01 M

K_a HCN = 1 x 10^–10

Ditanyakan: pH larutan NaCN.

Pembahasan :

NaCN yaitu garam dari asam lemah dan basa kuat. Jangan lupa yang besar lengan berkuasa memilih sifat garam dalam air. Jadi, garam bersifat basa, artinya mempunyai ion OH^-.

NaCN	→	Na+	+	CN-
0,1 M

[OH^-] =  =  = 10^–3

pOH = - log [OH^-] = - log 10^–3 = 3

pH = 14 - 3 = 11

Jadi, pH larutan NaCN yaitu 11.

5.3. Garam yang Terbentuk dari Asam Lemah dengan Basa Lemah

Jika dimasukkan dalam air, garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah akan terhidrolisis seluruhnya. Ion garam yang terbentuk akan bereaksi dengan air den menghasilkan suatu senyawa asam dan basa yang baru, misalnya CH₃COONH₄ den Al₂S₃ mengalami hidrolisis total (sempurna). Untuk jenis garam yang demikian, nilai pH-nya tergantung pada harga K_a dan K_b.

Dengan cara yang sama ibarat pada garam yang terbentuk dari asam besar lengan berkuasa dengan basa lemah ataupun garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat, maka sanggup diperoleh :

[H⁺] = 

pH = ½ (14 + pK_a - pK_b)

Keterangan:

K_w : tetapan ionisasi air (10^–14)

K_a : tetapan ionisasi asam lemah

K_b : tctapan ionisasi basa lemah

[G] : konsentrasi ion garam yang terhidrolisis

Berdasarkan rumus di atas, pH larutan garam terhidrolisis ternyata tergantung pada besarnya tetapan ionisasi asam lemah (K_b) atau tetapan ionisasi basa lemah (K_b) dari asam pembentuknya, den tidak tergantung pada besarnya ion-ion yang terurai.

Contoh Soal :

Berapa pH larutan yang terbentuk pada hidrolisis garam (NH₄)₂CO₃ 0,1 M jika K_a H₂CO₃ = 1 x 10^-8 dan K_b NH₄OH = 1 x 10^-5?

Penyelesaian:

Diketahui: 

[(NH₄)₂CO₃] = 0,1 M

K_a H₂CO₃ = 1 x 10^-8

K_b NH₄OH = 1 x 10^-5

Ditanyakan: pH larutan (NH₄)₂CO₃

Jawaban :

(NH₄)₂CO₃ adalah garam dari asam lemah dan basa lemah. Jadi, pH tergantung pada K_a dan K_b.

Reaksi :

(NH4)2CO3	→	2NH4+	+	CO32-
0,1 M

[H⁺] =  =  = 3,16 x 10^-9

pH = log [H⁺] = - log 3,16 x 10^-9 = 8,5

Jadi, pH larutan (NH₄)₂CO₃ adalah 8,5

Tips :

Dalam mencari pH suatu larutan yang dibentuk dengan mencampurkan asam dengan basa, rumus pH yang kita gunakan sangat tergantung pada komposisi adonan pada final reaksi. Ada 4 kemungkinan komposisi campuran:

1 .Jika asam besar lengan berkuasa dan basa besar lengan berkuasa yang dicampurkan tidak tersisa (habis bereaksi), maka yang terbentuk yaitu larutan garam netral, berarti pH = 7.

2. Jika asam lemah dan basa besar lengan berkuasa atau basa lemah dan asam besar lengan berkuasa yang dicampurkan tidak tersisa (habis bereaksi), maka yang terbentuk yaitu larutan garam yang berasal dari yang lemah (hidrolisis). Begitu pula kalau adonan tersebut dari asam lemah dan basa lemah.

3. Jika asam lemah dan basa besar lengan berkuasa atau basa lemah dan asam besar lengan berkuasa yang dicampurkan terdapat sisa asam lemah atau basa lemah pada final reaksi, maka yang terbentuk yaitu larutan penyangga.

4. Jika terdapat sisa asam besar lengan berkuasa atau basa kuat, maka yang terbentuk yaitu larutan asam besar lengan berkuasa atau larutan basa kuat.

Anda kini sudah mengetahui Hidrolisis Garam. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Premono, S. A. Wardani, dan N. Hidayati. 2009. Kimia : SMA/ MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Referensi Lainnya :

[1] Utami, B. A. Nugroho C. Saputro, L. Mahardiani, S. Yamtinah, dan B. Mulyani. 2009. Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Program Ilmu Alam. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 274.