Penjelasan Kesetimbangan Ion Dalam Larutan Terlengkap
KESETIMBANGAN ION DALAM LARUTAN
1. Kesetimbangan air
Air merupakan elektrolit lemah, lantaran sebagian molekul air sanggup terionisasi sebagai berikut:
H2O(l) H+(aq) + OH–(aq)
Karena jumlah molekul air yang terionisasi sangat sedikit, maka konsentrasi H2O dianggap tetap, sehingga K [H2O] memperlihatkan harga yang tetap.
K [H2O] = [H+] [OH–] …………………………. (**)
K[H2O] = tetap = Kw (tetapan kesetimbangan air). Harga Kw berubah apabila suhu berubah. Karena ionisasi air merupakan reaksi endoterm, maka apabila suhu dinaikkan, harga Kw akan semakin besar. Pada suhu 25oC harga Kw adalah10–14.
Dari persamaan reaksi ionisasi di atas (*), harga [H+] = [OH–], maka apabila disubstitusikan kedalam persamaan (**) akan diperoleh:
Kw = [H+] [OH–]
Kw = [H+] [H+]
Kw = [H+]2
Pada 25oC konsentrasi ion H+ dan OH– sanggup ditentukan :
10–14 = [H+]2
[H+] = = 10–7 mol/L
Dan [OH–] = 10–7 mol/L
2. Pengaruh asam dan basa terhadap kesetimbangan air
Adanya ion H+ atau OH– yang dihasilkan oleh suatu asam atau basa akan mengakibatkan terjadinya pergeseran kesetimbangan air.
H2O(l) H+(aq) + OH–(aq)
Sehingga sanggup menghipnotis konsentrasi ion H+ dan OH– dalam larutan tersebut.
a. Asam berpengaruh dan asam lemah
Asam berpengaruh yakni asam yang sanggup terionisasi tepat atau mendekati tepat dalam larutannya.
Bila dalam air dilarutkan asam kuat, maka kesetimbangan air akan terganggu.
Misalnya: ke dalam air dimasukkan HCl 0,1 M, maka:
H2O(l) → H+(aq) + OH–(aq)
10–7 M 10–7 M
HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq)
0,1 M 0,1 M 0,1 M
Adanya ion H+ yang berasal dari HCl mengakibatkan kesetimbangan air bergesr ke kiri, sehingga [H+] dan [OH–] dari air menjadi kurang dari 10–7. Oleh lantaran itu, [H+] dari air akan sanggup diabaikan terhadap [H+] dari HCl.
Jadi, sanggup disimpulkan bahwa dalam larutan asam kuat, [H+] hanya dianggap berasal dari asam saja, lantaran ion [H+] dari air sanggup diabaikan lantaran terlalu kecil kalau dibanndingkan dengan H+ yang berasal dari HCl 0,1M.
Contoh soal:
Berapa konsentrasi H+, SO4 2–, dan H2SO4 dalam larutan encer 0,05 M?
Penyelesaian:
H2SO4 dalam pelarut air termasuk asam kuat. Sehingga dianggap terionisasi 100%.
H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4–2(aq)
Mula-mula : 0,05M 0 0
Terionisasi : 100%
Setimbang : 0 0,1M 0,05 M
Jadi, sehabis terionisasi, dalam larutan H2SO4 0,05 M terdapat:
[H+] = 0,1 M
[SO4–2] = 0,05 M
Tidak terdapat molekul H2SO4.
Asam lemah yakni asam yang dalam larutannya terionisasi sebagian. Karena yang terionisasi hanya sebagian berarti dalam larutan asam lemah terjadi kesetimbangan reaksi antara ion yang dihasilkan asam tersebut dengan molekul asam yang terlarut dalam air.
Contoh:
Untuk asam monoprotik akan terjadi reaksi setimbang :
HA(aq) H+(aq) + A–(aq)
Tetapan ionisasi asamnya (Ka) adalah:
Dari harga Ka kita sanggup memilih [H+] (konsentrasi H+) dalam larutan asam lemah. Derajat ionisasi asam lemah sangat kecil, sehingga hanya sedikit HA yang terionisasi. Karena hanya sedikit yang terionisasi, maka [HA] dalam larutan dianggap tetap.
Contoh:
Untuk asam monoprotik akan terjadi reaksi setimbang :
HA(aq) H+(aq) + A–(aq)
Tetapan ionisasi asamnya (Ka) adalah:
Dari harga Ka kita sanggup memilih [H+] (konsentrasi H+) dalam larutan asam lemah. Derajat ionisasi asam lemah sangat kecil, sehingga hanya sedikit HA yang terionisasi. Karena hanya sedikit yang terionisasi, maka [HA] dalam larutan dianggap tetap.
Dari tetapan ionisasi (Ka) asam lemah, maka konsentrasi H+ sanggup diketahui:
Karena [H+] = [A–]
Harga Ka menggambarkan kekuatan asam. Semakin besar harga Ka berarti semakin banyak ion H+ yang dihasilkan, atau semakin berpengaruh asam tersebut. Selain harga Ka, besaran lain yang sanggup dipakai untuk menggambarkan kekuatan asam adalah derajat ionisasi (a ).
Bagaimana hubungan derajat ionisasi, Ka, dan konsentrasi asam?
Dari rumus di atas, maka sanggup ditarik kesimpulan semakin encer maka derajat ionisasinya semakin besar, dan sebaliknya.
Contoh soal:
Berapa konsentrasi H+, F–, dan HF dalam larutan HF 0,1 M, kalau diketahui derajat ionisasi HF = 8,4% ?
Penyelesaian:
Senyawa HF dalam larutan air tergolong asam lemah sehingga terionisasi sebagian sesuai dengan derajat ionisasinya.
Untuk menghitung konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan, berlaku aturan kesetimbangn kimia.
HF(aq) → H+(aq) + F–(aq)
Mula-mula : 0,1M 0 0
Terionisasi : 8,4% x 0,1 M 0,0084 0,0084
Setimbang : (0,1 – 0,0084)M 0,0084 0,0084
Jadi, konsentrasi masing-masing dalam larutan HF yakni
[HF] = 0,0916 M
[H+] = 0,0084 M
[F–] = 0,0084 M
Di atas kita telah mengenal asam monoprotik, kini akan dibahas asam poliprotik. Asam poliprotik yakni asam yang sanggup mengahsilkan lebih dari satu ion H+. Contohnya H2CO3, H3PO4, dll.
Asam-asam tersebut terionisasi secara bertahap, oleh lantaran itu asam poliprotik memiliki lebih dari satu harga Ka.
