Kelas XI_smk_kimia_kesehatan_zulfikar

ZulfikarKIMIAKESEHATANJILID 2SMK Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undangKIMIAKESEHATANJILID 2Untuk SMK : ZulfikarPenulisPerancang Kulit : TIMUkuran Buku : 18,2 x 25,7 cmZUL ZULFIKARk Kimia Kesehatan Jilid 2 untuk SMK /oleh Zulfikar ----Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan,Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah,Departemen Pendidikan Nasional, 2008. ix, 219 hlm Daftar Pustaka : Lampiran. A Lampiran : Lampiran. B Indeks : Lampiran. C ISBN : 978-602-8320-48-1 ISBN : 978-602-8320-50-4Diterbitkan olehDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

KATA SAMBUTANPuji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan SekolahMenengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasardan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telahmelaksanakan penulisan pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini daripenulis untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui website bagisiswa SMK.Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan StandarNasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yangmemenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaranmelalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadaseluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luasoleh para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia.Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Denganditayangkannya soft copy ini akan lebih memudahkan bagi masyarakatuntuk mengaksesnya sehingga peserta didik dan pendidik di seluruhIndonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapatmemanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini.Selanjutnya, kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajardan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kamimenyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Olehkarena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan. Jakarta, Direktur Pembinaan SMK

!                                 !     \"  #     $ %  &                      '(   \" '( )   \" *)   \" \"  +      !   ,         ,                                              \"             +- &!.//0  )

,      -      !            1                           \"    2              .                  3                 4         1     (                                              5 2              .                                !

JILID 1    262 . 12 3   3 4, 4 78 ,7 9  9 0,6; '22 + 2.    .2+24 .22 <27 .2. 27 .23 +29 .24 \" 2= .27 62; .. 12; ..212; ..... ..31.3 ..4'.4 .3 ,.9 .32, .0 '.; + 32  !\"#\" 32 \" 33 322 \"  33 32. ,  39 323  8 4. '49 + 7/  $%&\" 42 ,7. 422     7. 42. 73 42.2 &( 73 42.2 &- 7. 4. %   79 4.2 8 -79 4.. & 79 4.3 870

4.4 \"   7= '7; + 92  ' 726 9. 722 6 93 72. 6 -97 723 % 9; 724 6  02 7242 6 02 727 ?  04 729 6 %07 '00 + =/  (\"\" 92  1=2 922 ,1=2 92. ,1=3 923 ,1 =4 9. %!=7 9.2 %=7 9.. % =9 9.3 %=0 9.4 %-=0 9.7 , -== 93 \"  -@\"A -@A;/ 94 ;2 97 %( ;. 99 % ;. 90 , ( ;7 ';0 + ;;  ) 02 '2/2 0. &2/. 0.2 ' 2/. 0.. '2/. 0.3 '2/3 0.4 ' 2/3 0.7 ' 2/4 0.9 '2/4 03 '2/4 04 2/7 07 12/9 09  2/0 092 B 2/= 09. B22/ 00  223

002 - 224 00. 8 2270= %*2200;  22= 0;2 - 22= 0;.   22;02/ 2./'2..+ 2.4 JILID 2*=2  2.= =22      2.; =2. ! 2.;=.   232 =.2 , 232 =.. ,-23. =.3 *23. =.4  233 =.7  233 =.9 < 233=3 ,234=4    237 =42 \"237 =4. , 230 =43 ! 23; =44  242=7 ?24. =72 ' 243 =7. \"243 =73 243 =74 244 =77 '  244=9 %?247 =92 ?  247 =9. ? 249 =93 ? 249 =94 ?240=0    240 =02 ?24= =0. ?24= '272 + 277 + 270+ ;2  27; ;22     29/ ;2.  29/ ;23 & 292;.   29.

;3 , 294 ;32 , 294 ;3. ,294 ;33 ,- 297 ;34   299;4 !290;7 \"  290;9   29= '20/ + 202,- 2/2  2072/. 2002/3  20=2/4 *    20; 2/42 2=/ 2/4.  2=/ 2/43 2=/ 2/44   2=2 '2=3 + 2=42/7 82=0 2/72 2=0 2/7. % 2== 2/73 % 2;/ 2/74 %2;/ 2/77 %2;2 2/79 % 2;22/9 8 2;.2/0 2;3 2/02 2;3 2/0. 2;4 2/03 2;72/= 2;9 2/=2 % 2;0 2/=. 8 2;0 2/=3 %  2;= '.// + ./3\" \"\"222      ./9 2222,./9 222.&     ./= 2223  ./= 2224,  .2/22. C .22 .2. .23223  !.27

2232.27 223., .2= 2233,.2; '../ + ...  .\"\"2.2  ..42.. 1..7 2..26..92.3 \"..0 2.32,..=2.4\"..; 2.42,.3/ 2.4. .3/2.7\".34 2.72 .34 '.3= + .4/2.9\".44 2.92 .44 2.9.1 .44 2.93   .47 2.94  .472.0\".47 2.02 .49 2.0., .49 2.03'.40 2.03,  .402.=\".40 2.=2 .4= 2.0.    .4= 2.03,  .4;2.;\"\".7/ 2.;2  .7/ 2.;.     .72 2.;3,   .722.2/\"\" .72 2.2/2  .7. 2.2/.     .7. 2.2/3,   .732.22\" .73 2.222  .74 2.22.     .74 2.223,   .772.2.\".77 2.2.2 .79 2.2..    .792.23.7; 2.232 .7;2.24(.9/

2.242  (.9/ 2.24.    ( .92 2.243,  1(.92 '.93 + .99  JILID 3!#\"\"232 ,.9=23.  .9; 23.2,\".9; 23.., .9;233 .0/234 ,.0/ 2342,.02 234.,.02237 .0.239    .03230, .04 '.00 + .0;$\"\"242 .=224. \".=2243  .=3 2432 .=7 243. C.=0 2433 ,.=;244 , .;. 2442,   .;72473/2 2472\"3/2 247., 3/3 2473?3/4 24743/4 2477$D3/7 24793/7 2470? 3/9 247=  3/9 247;3/0 2472/ 3/0249\" 3/; 2492<32/ 249.< 322 '32. + 327'&/272 ,32; 2722 ,32; 272. * 3./

2723   3.2 2724  3.. 2727 ! 3.327. \"    3.4 27.2 3.4 27.. 3.4 27.3 ,3.7273 ?- 3.=274 E 3.; 2742  332 274.  33. 2743  \"  334 2744 <  334 '339 + 33= LAMPIRAN. A&34/0\"34. LAMPIRAN. B1. &13792. ,3703. ! +37=4.  8 37;5. 86 39/6.  6\"3927.  639=8. ! % 39;9. , ' 30310. 8 ,  @% FA@? FA@FA3=2 LAMPIRAN. C

128 Bab 8 LarutanStandar Kompetensi Kompetensi DasarMemahami konsep larutan Membedakan larutan elektrolit dan non elektrolitelektrolit dan elektrokimia Mengidentifikasi dan mengklasifikasikan berbagai larutan Menggunakan satuan konsentrasi dalam membuat larutanTujuan Pembelajaran1. Siswa dapat mendefinisikan larutan2. Siswa mampu membedakan jenis larutan berdasarkan daya hantar listrik3. Siswa dapat membedakan larutan berdasarkan tingkat ionisasi larutan4. Siswa mampu mendefinisikan konsentrasi atau rasio kuantitas zat terlarut di dalam pelarut5. Siswa mampu membedakan satuanͲsatuan konsentrasi larutan6. Siswa dapat membuat dan mengencerkan larutan7. Siswa dapat mendeskripsikan larutan asam8. Siswa dapat mendefinisikan basa9. Siswa dapat mendeskripsikan berbagai macam garam berdasarkan reaksi pembentukannya10. Siswa dapat menentukan konsentrasi asam, basa dan garam11. Siswa dapat mendeskripsikan larutan penyangga12. Siswa dapat menghitung konsentrasi larutan buffer, berdasarkan komposisi zatͲ zat penyusunnya8.1 Larutan Gambar 8.1. Cara membuat larutan, 1 gram kaliumKita telah mengenal Unsur dan senyawa, dan kita jugasudah mengetahui bahwa setiap unsur dan senyawa bicromat ditambahkan 100 mLtersebut dapat bereaksi. Setiap zat dalam bereaksi dapat air dalam labu ukurberupa padatan, gas dan larutan, dan yang paling umumreaksi kimia dilakukan dalam bentuk larutan.Larutan merupakan campuran homogen (serbasama)antara dua zat atau lebih. Berdasarkan jumlah dalamlarutan maka dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu bagianterkecil adalah zat terlarut dan yang terbesar adalahpelarut. Contoh, jika kita ambil 1 gram kalium bicromat(K2Cr2O7) dan dimasukan kedalam labu ukur yang berisi 100mL air, diaduk dan akan dihasilkan larutan kalium bicromat,dimana kalium bicromat sebagai zat terlarutnya dan airadalah sebagai pelarutnya. Lihat Gambar 8.1.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

Di dalam proses melarut tentunya terjadi pemecahan 129ukuran partikel zat terlarut dan terjadi interaksi antara zatpartikel terlarut dengan partikel pelarutnya. Apakah Gambar 8.2. Rangkaianpartikel memiliki muatan. Atas dasar sifat kelistrikannya peralatan untuk uji sifat dayakita larutan menjadi dua bagian yaitu larutan elektrolit danlarutan nonͲelektrolit. hantar listrik larutan8.1.1. Larutan Elektrolit dan Non ElektrolitPada tahun 1887, seorang ahli kimia dari Swedia SvanteAugust Arrhenius berhasil melakukan pengamatanterhadap sifat listrik larutan. Dia menyatakan bahwalarutan dapat menghantarkan arus listrik jika larutantersebut mengandung partikelͲpartikel yang bermuatanlistrik (ionͲion) dan bergerak bebas didalam larutannya.Pembuktian adanya larutan elektrolit dapat kita lakukandengan percobaan sederhan. Persiapkan larutan garamdapur (NaCl), asam cuka dapur (CH3COOH), larutan gula(C12H22O11) dan larutan alkohol C2H5OH (etanol), larutan inimudah kita sediakan, kemudian kita tuang kedalam bekergelas.8.1.2. Derajat Ionisasi (ɲ)Persiapkan juga peralatannya yaitu bola lampu kecil, kabel,batangan logam besi atau tembaga, selanjutnya dirangkaiseperti Gambar 8.2Jika kita lakukan pengamatan, dan hasil pengamatandisederhanakan seperti Table 8.1 di bawah ini :Tabel 8.1. Pengamatan daya hantar listrik pada larutanSenyawa Rumus Lampu Lampu tidak menyala menyala Garam NaCl dapur яAsam cuka CH3COOH Gula C12H22O11 я Alkohol C2H5OH я (etanol) яDari hasil pengamatan percobaan dapat disimpulkanbahwa larutan dapat dibagi menjadi dua bagian. Larutanyang dapat menghantarkan arus listrik adalah larutanelektrolit. Sedangkan larutan yang tidak dapatmenghantarkan arus listrik adalah larutan nonͲelektrolit,dan kita simpulkan pada Tabel 8.2.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

130Percobaan berikutnya dapat kita lakukan terhadap Tabel 8.2. Contoh larutan yangbeberapa larutan elektrolit misalnya, larutan natrium bersifat elektrolit dan nonͲklorida (NaCl), tembaga (II) sulfat (CuSO4), asam nitrat elektrolit(HNO3), asam cuka (CH3COOH), asam oksalat (C2H2O4) danasam sitrat (C6H8O7). No Elektrolit Non ElektrolitDengan cara yang sama dengan percobaan diatas, hasil 1 NaClpengamatan disederhanakan dalam Tabel 8.3 dibawah ini. 2 CH3COOH C12H22O11 Tabel 8.3. Pengamatan daya hantar terhadap beberapa C2H5OH larutan elektrolit Larutan Nyala lampu NaCl Terang Kurang terang CuSO4 HNO3 яCH3COOH C2H2O4 я C6H8O7 я я я Tabel 8.4. Dua jenis larutan elektrolit, yaitu elektrolit kuat я dan elektrolit lemahHasil ini mengindikasikan bahwa terdapat dua larutanelektrolit yaitu larutan elektrolit kuat dan lemah yang Elektrolit Elektrolitditunjukkan dengan nyala lampu, Lihat Tabel 8.4. kuat lemahKuat lemahnya larutan elektrolit sangat ditentukan oleh NaCl CH3COOHpartikelͲpartikel bermuatan di dalam larutan elektrolit. CuSO4 C2H2O4Larutan elektrolit akan mengalami ionisasi, dimana zat HNO3 C6H8O7terlarutnya terurai menjadi ion positif dan negatif, denganadanya muatan listrik inilah yang menyebabkan larutanmemiliki daya hantar listriknya.Proses ionisasi memegan peranan untuk menunjukkankemapuan daya hantarnya, semakin banyak zat yangterionisasi semakin kuat daya hantarnya. Demikian pulasebaliknya semakin sulit terionisasi semakin lemah dayahantar listriknya.Kekuatan ionisasi suatu larutan diukur dengan derajationisasi dan dapat disederhanakan dalam persamaandibawah ini:Untuk larutan elektrolit besarnya harga 0 < ɲ ч 1, untuklarutan nonͲelektrolit maka nilai ɲ = 0.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

131Dengan ukuran derajat ionisasi untuk larutan elektrolit Gambar 8.3. Skala derajatmemiliki jarak yang cukup besar, sehingga diperlukan ionisasi untuk larutan elektrolitpembatasan larutan elektrolit dan dibuat istilah larutanelektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah. Untukelektrolit kuat harga ɲ = 1, sedangkan elektrolit lemahharga derajat ionisasinya, 0 < ɲ < 1. Untuk mempermudahkekuatan elektrolit skala derajat ionisasi pada Gambar 3.3.8.2. Konsentrasi LarutanSangat sulit bagi kita tentunya, jika kita ingin mereaksikansebuah larutan dengan menyebutkan berat zatnya danjuga adanya pertambahan berat oleh air, sehingga perlukita menyederhanakan besaran yang memberikanpengertian tentang jumlah zat terlarut dan pelarut,besaran tersebut adalah konsentrasi.Besaran konsentrasi banyak memiliki rujukan sesuaidengan kebutuhan dan informasi apa yang dibutuhkanoleh pengguna. Misalnya didalam botol obat sakit maag,dituliskan “didalam setiap satu sendok (5 mL)mengandung Magnesium trisilicate 325 mg, alumuniumhidroksida bentuk koloid 325 mg dan dimethicone aktif 25mg.Pada obat atau racun serangga, perusahaan jugamenuliskan bentuk yang lain seperti, obat ini mengandungtransflurin 0.2 g/L, imiprotrin 0.32 g/L dan sipermetrin 0.4g/L.Bentuk penulisan konsentrasi yang juga mudah kitatemukan adalah dalam botol minuman, misalnyakonsentrasi mengacu pada Angka Kebutuhan Kalori (AKG),sehingga dalam botol minuman tertera, dalam kemasanini mengandung karbohidrat 6%, Natrium 8%, Kalium 3%,Magnesium 5%, Kalsium 5%, vitamin B3 50%, vitamin B6260% dan vitamin B12 200%.Dalam ilmu kimia satuan konsentarsi lebih mudah dansederhana.8.2.1. Persen Berat (%)Satuan konsentrasi ini menyatakan banyaknya zat terlarutdalam 100 gram larutan.Dalam sebuah botol tertera 20% HCl (% berat) dalam air,hal ini berarti didalam botol terdapat 20 gram HCl dan 80gram air.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1328.2.2. Persen Volume (%)Sama halnya dengan persen berat, dalam persen volume yangdinyatakan adalah jumlah volume (mL) dari zat terlarut dalam100 mL larutan.Dalam sebuah botol tertera 14 % Asam Cuka CH3COOH (%volume) dalam air, hal ini berarti didalam botol terdapat 14mL CH3COOH dan 86 mL air, perhatikan Gambar 8.4.8.2.3. Fraksi Mol (x)Bilangan yang menyatakan rasio jumlah mol zat terlarut danpelarut dalam sebuah larutan. Secara umum jika terdapatlarutan AB dimana A mol zat terlarut dan B mol zat pelarut,fraksi mol A (XA)Fraksi mol zat B adalah (XB) Gambar 8.4. KonsentrasiUntuk jumlah kedua fraksi dalam bentuk persen volume dari Vinegar atau Asam CukaUntuk lebih mudah memahami konsep fraksi mol, cermaticontoh dibawah ini.Jika sebuah larutan terdiri dari 2 mol H2SO4 dan 8 mol air,maka ada dua fraksi dalam larutan, pertama adalah fraksiH2SO4 yang besarnya : sedangkan fraksi air besarnya : Jumlah kedua fraksi :Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1338.2.4. Molalitas Gambar 8.5. Konsentrasi dalam bentuk molalitas (m) dariMerupakan satuan konsentrasi yang menyatakan jumlah senyawa CuSO4mol zat yang terdapat didalam 1000 gram pelarut,Molalitas diberi lambang dengan huruf m (Gambar 8.5).Sebagai contoh didalam botol di laboratorium terteralabel bertuliskan 0.5 m CuSO4, hal ini berarti didalamlarutan terdapat 0.5 mol CuSO4 dalam 1000 gram pelarut.Penggunaan satuan konsentrasi molalitas, ketika kitamempelajari sifatͲsifat zat yang ditentukan oleh jumlahpartikel misalnya kenaikan titik didih atau penurunan titikbeku larutan.8.2.5. MolaritasSatuan konsentrasi molaritas merupakan satuankonsentrasi yang banyak dipergunakan, dan didefinisikansebagai banyak mol zat terlarut dalam 1 liter (1000 mL)larutan. Hampir seluruh perhitungan kimia larutanmenggunakan satuan ini. Di dalam laboratorium kimiasering kita jumpai satuan molaritas misalnya larutan HNO33M. Dalam botol tersebut terkandung 3 mol HNO3 dalam1 Liter larutan, perhatikan Gambar 8.6.8.2.6. NormalitasNormalitas yang bernotasi (N) merupakan satuankonsentrasi yang sudah memperhitungkan kation atauanion yang dikandung sebuah larutan. Normalitasdidefinisikan banyaknya zat dalam gram ekivalen dalamsatu liter larutan. Secara sederhana gram ekivalen adalahjumlah gram zat untuk mendapat satu muatan.Sebagai contoh: 1 mol H2SO4 dalam 1 liter larutan, H = 1,S = 32 dan O = 16, kita dapat tentukan gram ekivalennya.Dalam hal ini kita telah mengenal konsep ionisasi. 1 molH2SO4 = 98 gram. (Ingat konsep mol). Gambar 8.6. konsentrasi dalam bentuk Molaritas (M)Untuk mendapatkan larutan 1 N, maka zat yangdibutuhkan hanya 49 gram H2SO4 dilarutkan kedalam 1Liter air, karena dengan 49 gram atau 0.5 molar sudahdihasilkan satu muatan dari zatͲzat yang terionisasi.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1348.3. Pengenceran Gambar 8.7. Mempersiapkan larutan 0.1M NaOHDalam kehidupan sehariͲhari kegiatan pengenceranselalu terjadi, misalnya ketika ibu sedang memasak di Gambar 8.8. Pengenceran larutandapur, apabila sayur yang disiapkan ternyata terlampui CuSO4 2M menjadi 0,5Masin, maka ibu kembali menambahkan air ke dalam sayurtersebut. Demikian juga ketika kita mempersiapkan airteh manis, kadangͲkadang yang kita persiapkanterlampau manis sehingga kita akan menambahkan air kedalamnya atau sebaliknya, air teh yang kita persiapkankurang manis, sehingga kita menambahkan gula kedalamnya.Dari dua kejadian di atas dapat kita ambil kesimpulanbahwa pengenceran adalah berkurangnya rasio zatterlarut di dalam larutan akibat penambahan pelarut.Sebaliknya pemekatan adalah bertambahnya rasiokonsentrasi zat terlarut di dalam larutan akibatpenambahan zat terlarut.Dalam laboratorium kimia selalu terjadi kegiatanpengenceran. Umumnya tersedia zat padat atau larutandalam konsentrasi yang besar atau dengan tingkatkemurnian yang tinggi. Sehingga menyiapkan larutanatau mengencerkan zat menjadi kegiatan rutin.Menyiapkan larutan NaOH 1 M, dilakukan denganmenimbang kristal NaOH seberat 40 gram dilarutkankedalam 1 Liter air. 40 gram didapat dari Mr NaOH,dimana Na = 23, O = 16 dan H = 1, Perhatikan Gambar8.7.Untuk pengenceran, misalnya 50 mL larutan CuSO4dengan konsentrasi 2 M, diubah konsentrasinya menjadi0.5 M. Dalam benak kita tentunya dengan mudah kitakatakan tambahkan pelarutnya, namun berapa banyakyang harus ditambahkan. Perubahan konsentrasi dari 2M menjadi 0.5 M, sama dengan pengenceran 4 kali, yangberarti volume larutan menjadi 4 kali lebih besar dari 50mL menjadi 200 mL (Gambar 8.8). Secara sederhana kitadapat selesaikan secara matematis :Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1358.4. Sifat Larutan Bagan 8.9. Konsep asam ArheniusDi dalam proses melarut terjadi peristwa Senyawa Asampemecahan ukuran partikel zat terlarut, dan HͲXsuatu saat selaruh partikel tersebut melarut danberinteraksi dengan pelarutnya. Setiap partikel H+ XͲyang larut memiliki sifatͲsifat yang berbeda, Sisa asammisalnya ada yang terasa asam, pahit asin dan Pembawa sifatlainnya. asamPartikelͲpartikel yang dikandung dalam satularutan menyebabkan munculnya sifatͲsifattertentu dari larutan. Secara umum sifat yangdimunculkan oleh larutan dapat kita klasifikasikanmenjadi dua bagian besar. Pertama adalah sifatkimia meliputi, keasaman, kebasaan dan garam.Sedangkan yang kedua adalah sifat fisikalarutanseperti adanya tekanan uap, titik didih,titik beku, dan tekanan osmotik. Bahasanselanjutnya kita mulai dengan sifat kimia.8.4.1. Asam dan basaAsam merupakan zat yang memiliki sifatͲsifatyang spesifik, misalnya memiliki rasa asam, dapatmerusak permukaan logam juga lantai marmeratau sering juga disebut dengan korosif. Asamjuga dapat bereaksi dengan logam danmenghasilkan gas hidrogen, sebagai indikatorsederhana terhadap senyawa asam, dapatdipergunakan kertas lakmus, dimana asam dapatmengubah kertas lakmus biru menjadi merah.Basa merupakan zat yang memiliki sifatͲsifat yangspesifik, seperti licin jika mengenai kulit danterasa getir serta dapat merubah kertas lakmusmerah menjadi biru.Konsep asamͲbasa telah berkembang dan sampaidengan saat ini tiga konsep sangat membantukita dalam memahami reaksi kimia danpembentukan molekulͲmolekul baru. Asammenurut Arhenius, zat dikatakan sebagai asamjika dalam bentuk larutannya dapat melepaskanion H+, dan ion hidrogen merupakan pembawasifat asam. Perhatikan bagan 8.9, dibawah inidiberikan dua contoh asam ; HCl ⇄ H+ + ClͲ H2SO4 ⇄ H+ + HSO4ͲKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

136Sedangkan basa adalah zat yang dalam bentuk Bagan 8.10. Konsep basa Arheniuslarutannya dapat melepaskan ion OHͲ, dan ionhidroksida merupakan pembawa sifat basa. Senyawa basa LOHDi bawah ini diberi dua contoh basa, perhatikanjuga Bagan 8.10. L+ OHͲ Sisa basa Pembawa sifat NaOH ⇄ Na+ + OH- basa NH4OH ⇄ NH4+ + OH-Dari pengertian tersebut dapat kita cermatibahwa air merupakan gabungan dari ion hidrogenpembawa sifat asam dan ion hidroksida pembawasifat basa, kehadiran kedua ion ini salingmenetralisir sehingga air merupakan senyawayang bersifat netral. H2O ⇄ H+ + OHͲPersamaan diatas menunjukkan adanya ionhidrogen [H+] yang bermuatan positif dan ionhidroksida [OHͲ] yang bermuatan negatif.Selanjutnya reaksiͲreaksi yang melibatkan keduaion tersebut dikenal dengan reaksi netralisasi.Menurut Lowry dan Bronsted, zat dikatakansebagai asam karena memiliki kemampuan untukmendonorkan protonnya, sedangkan basa adalahzat yang menerima proton, sehingga dalamsebuah reaksi dapat melibatkan asam dan basa.Perhatikan contoh reaksi pelarutan amoniakdalam air.Reaksi kekanan NH3 berperan sebagai akseptor proton (Basa) danH2O sebagai donor proton (Asam). Sedangkan reaksi kekiri, ionamonium (NH4+) dapat mendonorkan protonnya, sehinggaberperan sebagai asam sering disebut dengan asam konyugasi.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

137Untuk ion hidroksida (OHͲ) dapat menerima proton Bagan 8.11. Konsep AsamͲbasadan berperan sebagai basa dan disebut dengan basa menurut Lowry dan Bronstedkonyugasi. Bagan 8.12. Konsep Asam menurutReaksi diatas menghasilkan pasangan asam basa Lewiskonyugasi, yaitu asam 1 dengan basa konyugasinya,dan basa 2 dengan asam konyugasinya. Untuk lebih Tabel 8.3. Pasangan Oksida asamjelasnya contoh lain diberikan seperti pada bagan dengan asamnya8.11, dua molekul NH3 dapat bereaksi, dimana salahsatu molekulnya dapat bertindak sebagai donor Oksida asam Asamproton dan molekul lain bertindak sebagai penerima CO2 H2CO3proton. Hasil reaksi dua molekul tersebut P2O5 H3PO4menghasilkan asam konyugasi dan basa konyugasi. P2O3 H3PO3 SO2 H2SO3Perkembangan selanjutnya adalah konsep asamͲbasa SO3 H2SO4Lewis, zat dikatakan sebagai asam karena zat tersebut N2O5 HNO3dapat menerima pasangan elektron bebas dan N2O3 HNO2sebaliknya dikatakan sebagai basa jika dapatmenyumbangkan pasangan elektron. Konsep asambasa ini sangat membantu dalam menjelaskan reaksiorganik dan reaksi pembentukan senyawa kompleksyang tidak melibatkan ion hidrogen maupun proton.Reaksi antara BF3 dengan NH3, dimana molekul NH3memiliki pasangan elektron bebas, sedangkan molekulBF3 kekurangan pasangan elektron (Bagan 8.12). NH3 + BF3 ⇄ F3BͲNH3Pada reaksi pembentukan senyawa kompleks, jugaterjadi proses donor pasangan elektron bebas seperti; AuCl3 + ClͲ ⇄ Au(Cl4)Ͳion klorida memiliki pasangan elektron dapatdisumbangkan kepada atom Au yang memiliki orbitalkosong (ingat ikatan kovalen koordinasi). Dalam reaksiini senyawa AuCl3, bertindak sebagai asam dan ionklorida bertindak sebagai basa.8.4.2. Pembentukan asam dan basaAsam dapat terbentuk dari oksida asam yang bereaksidengan air. Oksida asam merupakan senyawa oksidadari unsurͲunsur non logam; seperti Karbondioksida,dipospor pentaoksida dan lainnya, Tabel 8.3,merupakan pasangan oksida asam dengan asamnya.Reaksi pembentukan asam adalah : CO2 + H2O ї H2CO3 (Asam Karbonat) P2O5 + 3 H2O ї 2 H3PO4 (Asam Posfat) SO3 + H2O ї H2SO4 (Asam Sulfat)Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

138Sedangkan basa dapat terbentuk dari oksida basa yang Tabel 8.4. Pasangan Oksida basabereaksi dengan air. Oksida basa merupakan oksida logam dengan basanyadan ada pengecualian khususnya untuk amonia (NH3).Lihat Tabel 8.4. Oksida basa Basa CaO Ca(OH)2 CaO + H2O ⇄ Ca(OH)2 (Calsium hidroksida) MgO Mg(OH)2 NH3 + H2O ⇄ NH4OH (Amonium hidroksida) K2O Al2O3 KOHProses ionisasi asam dan basa, prinsip ionisasi mengikuti Li2O Al(OH)3konsep Arhenius, asam akan menghasilkan ion hidrogen BaObermuatan positif dilanjutkan dengan menuliskan sisa Fe2O3 LiOHasamnya yang bermuatan negatif serta disetarakan Ba(OH)2muatannya perhatikan Bagan 8.13. Ionisasi asam lainnya, Fe(OH)3 HNO3 ⇄ H+ + NO3Ͳ Bagan 8.13. mekanisme ionisasi H2CO3 ⇄ 2 H+ + CO32Ͳ asamProses ionisasi basa, juga mengacu pada konsep Arhenius, Tabel 8.5. Harga Ka untukyaitu menghasilkan ion hidroksida yang bermuatan beberapa asamnegatif, dilanjutkan dengan menuliskan sisa basa disertaipenyetaraan muatannya seperti contoh dibawah ini. Rumus Harga Ka H3C2O2H 1.8 x 10Ͳ5 NaOH ⇄ Na+ + OHͲ 2.9 x 10Ͳ8 Ca(OH)2 ⇄ Ca2+ + 2 OHͲ HClO 7.2 x 10Ͳ4Proses ionisasi untuk asam kuat dan basa kuat sudah kita HNO2 1.1 x 10Ͳ2singgung sebelumnya, dan diindikasikan dengan harga ɲ HClO2 1.0 x 10Ͳ7yaitu rasio jumlah zat yang terionisasi dan zat mulaͲmula. H2S 6.2 x 10Ͳ10Harga ɲ untuk asam kuat adalah ɲ = 1. Hal ini HCN 5.4 x 10Ͳ2menunjukkan bahwa reaksi berkesudahan atau dengan H2C2O4kata lain zat terionisasi sempurna, HCl ї H+ + ClͲ nilai ɲ = 1Sedangkan untuk basa juga demikian LiOH ї Li+ + OHͲ nilai ɲ = 1Sedangkan untuk asam lemah nilai ɲ tidak dipergunakan,yang dipergunakan adalah tetapan ionisasi asam, tetapanini diturunkan dari keadaan keseimbangan ionisasi.Dari persamaan ini dapat kita ambil kesimpulan jika hargaKa besar, berarti jumlah ion cukup besar, demikian pulasebaliknya jika Ka kecil maka jumlah zat yang terionisasikecil, besarnya harga Ka inilah yang dapat kita pergunakanuntuk memperbandingkan suatu asam dengan asamlainnya, beberapa harga Ka ditampilkan pada Tabel 8.5.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

139Sedangkan untuk basa juga mengikuti pola yang samadengan asam lemah, didasari atas reaksi pada saatkeseimbangannya. Tabel 8.6. Harga Kb untuk beberapa basaBeberapa harga Kb disajikan dalam Tabel 8.6. Rumus Harga Ka NH3 1.8 x 10Ͳ58.4.3. Derajat keasaman dan kebasaan 7.4 x 10Ͳ10 C6H5NH2 4.3 x 10Ͳ4Jika kita mencampurkan 50 mL sari belimbing wuluh C2H5NH2 1.1 x 10Ͳ2dengan 50 mL air, selanjutnya kita coba ulangi dengan 8.5 x 10Ͳ7jumlah air yang lebih besar misalnya 150 mL air. Pasti kita HClO2 1.5 x 10Ͳ14dengan mudah, campuran yang pertama lebih asam NH2NH2 1.5 x 10Ͳ9dibandingkan dengan campuran yang kedua. Untuk CO(NH2)2memberikan kepastian besarnya keasaman antara C5H5Ncampuran pertama dan kedua, kita dapat mengukurnyadari konsentrasinya. Bagan 8.14. Penguraian asam perhitungan konsentrasi dan pHDalam hal keasaman kita dapat menghitungnya darikonsentrasi H+, karena ion ini adalah pembawa sifat asam. untuk asam kuatAkan tetapi umumnya konsentrasi larutan asam yangdigunakan sangat kecil, sehingga derajat keasamandikonversikan ke dalam bentuk logaritma. Derajatkeasaman dinyatakan kedalam pH, dimana nilainya adalah pH = Ͳ log [H+]Untuk asam kuat, dimana seluruh zatnya terionisasi, [H+] = a . Madimana a adalah jumlah ion H+, dan Ma konsentrasi asamdalam Molaritas, perhatikan contoh penyelesaian sepertipada Bagan 8.14, jika diketahui konsentrasi HCl = 10Ͳ5 Mdapat ditentukan pHnya, demikian juga untuk H2SO4dengan konsentrasi 0.5 x 10Ͳ6 M, pHnya juga dapatditentukan.Sedangkan untuk asam lemah, perhitungan H+, didasaripada keadaan kesetimbangan dan mengikuti persamaanserta harga Ka seperti yang kita bahas sebelumnya.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

140 Bagan 8.15. Penguraian asam, perhitungan konsentrasi dan pH untuk asam lemahDerajat keasaman dapat dinyatakan ke dalam pH, dimananilainya adalahUntuk lebih memahami, perhatikan contoh soal dibawah; Bagan 8.16. Penguraian basa lemah dan konsentrasi [OHͲ]Sebuah botol diberi label HClO, asam hipoklorit 0.35 M,dari tabel tetapan ionisasi asam lemah pada suhu 25oC,diketahui harga Ka = 2.9 x 10Ͳ8. Tentukan pH asamhipoklorit tersebut. Skema pada Bagan 8.15, merupakanpenyelesaian contoh soal ini.Derajat kebasaan juga merupakan ukuran kebasaan suatuzat yang dinyatakan kedalam bilangan logaritma yaitu; pOH = Ͳ log [OHͲ]Untuk basa kuat, dimana seluruh zatnya terionisasi, [H+] = b. Mbdimana, b adalah jumlah ion OHͲ,Mb = konsentrasi asam dalam MolaritasSedangkan untuk basa lemah, perhitungan OHͲ, didasaripada keadaan keseimbangan dan mengikuti persamaanserta harga Kb seperti yang kita bahas sebelumnya.Perhatikan Bagan 8.16.Untuk menetapkan derajat kebasaan pada basa lemahdengan menggunakan persamaan pOH = Ͳlog [OHͲ]Dalam sebuah botol terdapat C6H5NH2 (anilin) dengankonsentrasi 13.5 x 10Ͳ8 M dengan nilai Kb = 7.4 x 10Ͳ10.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

141Tentukan pOH larutan ini, penyelesaian soal dilakukan Bagan 8.17. Penyelesaian contohsecara bertahap dan dijabarkan secara rinci seperti pada soal pOH basa lemah dariBagan 8.17 di sebelah ini. senyawa anilin8.4.4. Kesetimbangan AirPada reaksi keseimbangan air, kita melibatkan ionhidrogen dan ion hidroksida dan merupakan reaksipenetralan. H2O ⇄ H+ + OHͲPada saat kesetimbangan :Konsentrasi air sangat besar dengan berat jenis = 1, makadi dalam 1000 mL, terdapat 1000 gram air, sehinggakonsentrasi air dalam satuan molaritas adalah :(1000/18 = 55.5 M).Hasil pengukuran tetapan kesetimbangan air, denganpengukuran konduktifitas didapat Kair = 1.8 x 10Ͳ16,sehingga,Jika kita hitung nilai [H+] dan [OHͲ] yang sama dengan nilaiKw, maka didapat ;Sehingga untuk air nilai pH ataupun pOH adalahKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

142Sebagai senyawa netral maka air murni Ͳdijadikan ukuran Gambar 8.18. Skala pHkenetralan, dan dapat disusun skala pH seperti padaGambar 8.18. Gambar 8.19. Indikator universal dan pH meter merupakan alatDerajat keasaman atau pH suatu zat sangat penting bantu pengukur pH larutanperanannya mengingat suatu asam mampu bereaksidengan berbagai zat, dan pH menjadi indikatornya.Dalam industri makanan, kosmetika dan minuman, nilaipH dari suatu produk umumnya diberitahukan kepadakonsumen yang tertera didalam label. Hal ini amatpenting karena para konsumen atau kita manusia sangatrentan dengan keasaman. Tubuh kita sangat sensitifdengan keasaman misalnya pH darah harus dijagademikian pula dengan pH lambung.pH normal darah kita berada pada kisaran 7.35 – 7.45, jikapH darah kita berubah dan tidak berada pada kisarandiatas maka akan mengganggu kesehatan kita, apalagi jikaterjadi kenaikan atau penurunan pH bisa menyebabkankematian yaitu jika pH kita dibawah 6.8 atau diatas 8.Pengukuran keasaman dilakukan dengan menggunakanindikator universal khususnya untuk pengukuran larutanyang tidak memerlukan ketelitian. Pengukuran dilakukandengan mencelupkan kertas indikator kedalam larutandan dibiarkan agak mengering selanjutnya kita cocokkandengan warna standar yang telah memiliki nilai pHtertentu, perhatikan Gambar 3.21. Sedangkan untukpengukuran yang lebih teliti dipergunakan pH meter, yangterdiri dari elektroda gelas dan voltmeter. Pengukurandilakukan dengan mencelupkan elektroda kedalamlarutan, dan secara otomatis voltmeter mengukurtegangan dan dikonfersi ke nilai pH tertentu perhatikanGambar 8.19.8.5. GaramGaram merupakan senyawa yang bersifat elektrolit yangdibentuk dari sisa basa atau logam yang bermuatan positifdengan sisa asam yang bermuatan negatif, perhatikanbagan pada Bagan 8.20. Dengan keberadaan sisa basadan sisa asam maka, umumnya garam bersifat netral.Namun kadangͲkadang garam memliki pH lebih kecil dari7 bersifat asam atau lebih besar dari 7 bersifat basa.Atas dasar sifat keasamannya maka garam dapatdigolongkan menjadi tiga yaitu garam normal, garamasam dan garam basa. Untuk melihat sifat ini perludibahas terlebih dahulu jenisͲjenis reaksi penggaraman.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1438.5.1. Reaksi antara Asam dengan Basa Bagan 8.20. Garam yang dibentuk dari sisa asam dan sisa NaOH + HBr ї NaBr + H2OUntuk mempermudah reaksi pembentukan garam, perlu basadilakukan pentahapan : Ionisasi asam HBr ї H+ + BrͲ Ionisasi basa NaOH ї Na+ + OHͲ Reaksi Ion : H+ + BrͲ + Na+ + OHͲ ї Na+ + BrͲ + H+ + OHͲ Reaksi Penetralan : H+ + OHͲ ⇄ H2O8.5.2. Asam dengan Oksida Basa H2SO4 + Na2O ї Na2SO4 + H2OTahap reaksi penggaraman : Ionisasi Asam : H2SO4 ї 2 H+ + SO42ͲPerlu dicermati koofisien reaksi untuk atom H dalamsenyawa H2SO4 dengan ion H+, demikian pula untukmuatan SO42Ͳ, disetarakan dengan jumlah H+ yang ada. Ionisasi oksida basa : Na2O ї 2 Na+ + O2ͲSetarakan jumlah atom Na yang ada disebelah kiri tandapanah atau pada Na2O, dan setarakan muatan atom Osesuai dengan jumlah mauatan yang ada pada atom Nayang tersedia. Reaksi ion : 2 H+ + SO42Ͳ + 2 Na+ + O2Ͳ ї 2 Na+ + SO42Ͳ + 2 H+ + O2Ͳ Reaksi Penetralan 2 H+ + O2Ͳ ⇄ H2O8.5.3. Basa dengan Oksida Asam 2 NaOH + CO2 ї Na2CO3 + H2OUntuk lebih mudahnya reaksi kita uraikan terlebih dahulu 2 NaOH ї 2 Na+ + 2 OHͲGas CO2 tidak mengalami ionsisasi, namun perlu diingatbahwa CO2 sebagai oksida asam akan membentuk sisaasam CO32Ͳ, perhatikan pembentukan asam pada bahasansebelumnya Na+ + OHͲ + CO2 ї Na2CO3 + H2O.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1448.5.4. Oksida Asam dan Oksida Basa Bagan 8.21. Contoh penyelesaian bilangan oksidasi 3 SO3 + Fe2O3 ї Fe2(SO4)3 dari senyawa Fe2O3Reaksi ionnya : 3 SO3 + Fe2O3 ї 2 Fe3+ + 3 (SO4)2ͲUntuk SO3 tidak mengalami ionsisasi, namun perlu diingatbahwa SO3 sebagai oksida asam akan membentuk sisaasam SO3, perhatikan pembentukan asam pada bahasansebelumnya. Sedangkan untuk Fe2O3, merupakansenyawa ion dimana bilangan oksidasi Oksigen adalah Ͳ2,sehingga total muatan dari 3 atom oksigen adalah Ͳ6.Muatan untuk Fe dapat ditentukan, dimana untuk muatan2 atom Fe harus dapat menetralkan Ͳ6 dari atom Oksigen,dengan demikian muatan untuk 2 atom Fe adalah 6+, danmuatan untuk atom Fe saja adalah 3+ lihat Bagan 8.21.8.5.5. Logam dengan Asam Zn + H2SO4 ї ZnSO4+ H2 Reaksi bentuk ionnya Zn + 2 H+ + SO42Ͳ ї Zn2+ + SO42Ͳ + H2(g)Pada reaksi terjadi perubahan Zn menjadi Zn2+ dan 2H+menjadi gas H2. Jenis reaksi ini dikenal dengan reaksireduksi dan oksidasi yang akan kita bahas secara detildalam bab selanjutnya.8.5.6. Reaksi MetatesisReaksi metatesis adalah reaksi pertukaran ion dari duabuah elektrolit pembentuk garam, terdapat tiga jenisreaksi penggaraman yang mungkin yaitu; garam LAdengan garam BX, garam BX dengan asam HA dan garamLA dengan basa BOH.Reaksi metatesis dapat terjadi jika salah satu hasil reaksiberupa endapan atau gas, dengan kata lain salah satuhasil reaksi memiliki kelarutan yang rendah didalam air. 1. Garam LA + garam BX ї garam LX + garam BA.Contoh : NaCl + AgNO3 ї AgCl(s) + NaNO3Reaksi ini menghasilkan endapan berwarna putih untuksenyawa AgCl, dalam reaksi dituliskan tanda (s) berartisolid. 2. Garam BX + asam HA ї Garam BA + Asam HX FeS + 2 HCl ї FeCl2 + H2S(g)Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

145Hasil reaksi berupa gas H2S yang dapat lepas keluar dari Bagan 8.22. Bagan hidrolisistempat berlangsungnya reaksi. empat jenis garam dengan 3. Garam LA + basa BOH ї Garam BA + LOH. karakteristik pHnya NH4Cl + KOH ї KCl + NH4OHReaksi ini berlanjut dengan menguraikan senyawaNH4OH NH4OH ⇄ H2O + NH3(g)8.6. Hidrolisis GaramHidrolisis merupakan reaksi penguraian zat oleh air,reaksi ini juga dapat terjadi jika garam bereaksi denganair. Reaksi hidrolisis garam juga memegang perananpenting untuk memberikan sifat larutan garam tersebutapakah larutan garam bersifat asam, basa ataupunnetral.Peristiwa hidrolisis garam sangat tergantung darikomposisi pembentuk garam, sehingga kita dapatkelompokan kedalam empat bagian yaitu; 1)garam yangberasal dari asam kuat dan basa kuat, 2) asam kuat danbasa lemah, 3) asam lemah dan basa kuat dan 4) asamlemah dan basa lemah.Sebagai bahan untuk menyederhanakan hidrolisis garamdapat dicermati Bagan 8.22.8.6.1. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuatGaram dengan komposisi ini tidak mengalami hidrolisis,hal ini disebabkan karena tidak terjadi interaksi antaraionͲion garam dengan air, seperti reaksi dibawah ini:Garam NaCl, Garam akan terionisasi: NaCl ї Na+ + ClͲ Na+ + H2O ↛ ClͲ + H2O ↛Sifat keasaman atau kebasaan larutan sangat ditentukanoleh keberadaan pelarut yaitu H2O, telah kita bahasbahwa dalam kesetimbangan air, dimana [OHͲ] = [H+]sebesar 10Ͳ7 sehingga pH dan pOH untuk garam ini = 7.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

1468.6.2. Garam yang berasal dari asam kuat dan Bagan 8.23. Konsentrasi H+, dari basa lemah hidrolisis garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemahGaram dengan komposisi ini mengalami hidrolisasebagian, hal ini disebabkan terjadinya interaksi antaraionͲion garam dengan air. Interaksi tersebut mengubahkonsentrasi ion H+, sehingga pH garam juga berubah.Perubahan tersebut dapat kita ikuti dari reaksi dibawahini. NH4Cl ⇄ NH4+ + ClͲ ClͲ + H2O ↛ NH4+ + H2O ⇄ NH4OH + H+Dari reaksi secara total bahwa larutan memiliki ion H+bebas yang mengindikasikan bahwa larutan bersifat asam.Dalam keadaan keseimbangan. Besarnya H+, disajikanpada Bagan 8.23.Untuk mencari nilai pH dapat dilakukan denganmengkonversikan konsentrasi H+ dalam molaritas kelogaritma sesuai dengan pH = Ͳ log [H+]pH  log[ Kw [Garam] Kbdimana Kw : Konstanta air = 10Ͳ14Kb = Konstanta ionisasi basa[Garam]= Konsentrasi garam dalam Molaritas.8.6.3. Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuatGaram yang berasal dari asam lemah dan basa kuat akanmengalami hidrolisa sebagian, proses tersebut didasariatas mekanisme reaksi sebagai berikut. Untuk contohgaram yang diambil adalah Natrium asetat (CH3COONa). CH3COONa ї Na+ + CH3COOͲ Na+ + H2O ↛ CH3COOͲ + H2O ⇄ CH3COOH + OHͲDidalam larutan garam ini dihasilkan ion hidroksil bebas,dan menyebabkan larutan bersifat basa. Untuk jenisgaram ini pH larutan > 7. Dengan cara yang sama denganpenurunan persamaan pada Bagan 8.23. maka untukreaksi ini didapatKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

147[OH  ] Kw .[Garam ] KapOH  log ª Kw .[Garam ]º» Bagan 8.24. Skema larutan « Ka ¼ buffer dan komposisi asam basa ¬ konyugasidimana Kw : Konstanta air = 10Ͳ14Ka = Konstanta ionisasi asam.[Garam]= Konsentrasi garam dalam Molaritas8.6.4. Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemahGaram yang dibentuk oleh asam lemah dan basa lemahakan terhidrolisis sempurna. Hal ini disebabkan seluruhion garam dapat berinteraksi dengan air. Sifat larutangaram ini sangat ditentukan oleh nilai Ka ; konstantaionisasi asam dan Kb; konstanta ionisasi basanya.Larutan bersifat asam jika Ka > KbLarutan bersifat basa jika Kb > KaLarutan bersifat netral jika Ka = KbBeberapa garam juga terbentuk secara tidak normal,dimana garam masih memiliki gugus asam atau basa.Garam jenis ini adalah garam asam, senyawa garam inimasih memiliki gugus H+ dan menyebabkan garam inibersifat asam. Beberapa contoh Garam asam seperti Sodakue NaHCO3 (Natrium bicarbonat atau Natrium hidrogencarbonat), K2HPO4 (Kalium hidrogen posfat).8.7. Larutan Penyangga atau BufferLarutan buffer adalah larutan yang terdiri dari garamdengan asam lemahnya atau garam dengan basalemahnya. Komposisi ini menyebabkan larutan memilikikemampuan untuk mempertahankan pH jika kedalamlarutan ditambahkan sedikit asam atau basa. Hal inidisebabkan larutan penyangga memiliki pasangan asambasa konyugasi (ingat konsep asam LowryͲBronsted)perhatikan Bagan 8.24.Kita ambil contoh pasangan antara asam lemah CH3COOHdengan garamnya CH3COONa. Di dalam larutanCH3COONa ⇄ CH3COOͲ + Na+ (Garam)CH3COOH ⇄ CH3COOͲ + H+ (Asam lemah)Dalam larutan terdapat CH3COOH merupakan asam danCH3COOͲ basa konyugasi.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

148Kehadiran senyawa dan ion ini yang dapat menetralisir Bagan 8.25. Konsentrasi ion H+,adanya asam dan basa dalam larutan. Jika larutan ini dan pH larutan bufferditambahkan asam, terjadi reaksi netralisasi, H+ + CH3COOͲ ⇄ CH3COOHKehadiran basa dinetralisir oleh CH3COOH OHͲ + CH3COOH ⇄ CH3COOͲ + H2OUntuk larutan buffer dengan komposisi lain adalahcampuran antara garam dengan basa lemahnya, seperticampuran NH4Cl dengan NH4OH. Garam terionoisasi NH4Cl ⇄ NH4+ + ClͲ NH4OH ⇄ NH4+ + OHͲDalam larutan garam terdapat pasangan basa dan asamkonyugasi dari NH4OH dan NH4+, adanya molekul dan ionini menyebabkan larutan mampu mempertahankan pHlarutan. Tambahan H+ dapat dinetralisir oleh NH4OHsesuai dengan reaksi : NH4OH + H+ ⇄ NH4+ + H2ODemikian pula adanya tambahan basa OHͲ dinetralisiroleh ion amonium dengan reaksi : NH4+ + OHͲ ⇄ NH4OHLarutan buffer yang terdiri dari garam dan asamlemahnya atau basa lemahnya memiliki harga pH yangberbeda dari garamnya ataupun dari asam lemahnya,karena kedua larutan terionisasi.Untuk menetapkan pH larutan buffer dapta kita uraikansebagai berikut.8.7.1. Garam dengan asam lemahnya CH3COONa ⇄ CH3COOͲ + Na+ CH3COOH ⇄ CH3COOͲ + H+Dari dalam larutan terdapat ion bebas H+ yang berasaldari ionisasi asam lemahnya. Penurunan besarnya ion H+dan pH larutan penyangga disajikan pada Bagan 8.25.8.7.2. Garam dengan basa lemahnya NH4Cl ⇄ NH4+ + ClͲ NH4OH ⇄ NH4+ + OHͲDalam larutan terdapat OHͲ bebas yang menyebabkanKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

149larutan bersifat sebagai basa, dan terdapat kesetimbangan basa lemahdimana: NH4OH ⇄ NH4+ + OHͲNamun ion amonium dalam larutan lebih banyak berasal dari garam,dengan cara yang sama pada Bagan 8.25, kita dapat tentukan besarnyakonsentrasi OHͲ dan pOHnya [OH  ] Ka. [Basa] [Garam] pOH  log«¬ªKa. [Basa º [Garam »¼Sifat larutan buffer atau larutan penyangga yang dapat mempertahankanpH, sangat banyak bermanfaat bagi mkhluk hidup. Dalam bidang biologilarutan penyangga dipergunakan untuk membuat media biakan untuk selsehingga media tersebut tidak terganggu oleh perubahan pH.Demikianpula reaksiͲreaksi yang terjadi pada makhluk hidup terjadi padapH tertentu. Agar kondisi reaksi teap berjalan dengan baik maka didalamnya terdapat larutan buffer.Dalam darah manusia terdapat larutan buffer dengan komposisi H2CO3 danHCO3Ͳ yang berperan untuk menetralisir gangguan asam maupungangguan basa. pH darah manusia dijaga konstan pada kisaran 7.4.Kehadiran asam atau basa dalam darah dapat dinetralisir sebagaimanareaksi berikut. H+ + HCO3Ͳ ⇄ H2CO3 (netralisir asam)OHͲ + H2CO3 ⇄ HCO3Ͳ + H2O (netralisir basa).Keseimbangan sistem buffer dalam darah sangat dipengaruhi oleh prosespernafasan dimana Oksigen dan Karbon Dioksida dilepaskan. KandunganKarbon Dioksida sangat ditentukan oleh tekanan gas karbondioksida sesuaidengan reaksi berikut: CO2 (g) + H2O ⇄ H2CO3 H2CO3 ⇄ HCO3Ͳ + H+Tampak dari persamaan reaksi bahwa peningkatan jumlah Karbon Dioksidadapat meningkatkan konsentrasi ion hidrogen bebas atau meningkatkankeasaman darah, jika pH darah dibawah 6.8 dapat menyebabkan kematianyang dikenal dengan acidosis. Demikianpula jika terjadi kenaikan nilai pHsampai dengan pH 8.0 juga dapat menyebakan kematin, kasus ini dikenaldengan alkalosis.Sistem larutan penyangga juga terdapat pada cairan intrasel yaitupasangan asam basa konyusgasi H2PO4Ͳ dan HPO42Ͳ sehingga interaksiintrasel dapat berjalan tanpa ada gangguan perubahan keasaman.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

150Proses netralisasinya adalah: HPO42Ͳ + H+ ⇄ H2PO4Ͳ (netralisir asam) H2PO4Ͳ + OHͲ ⇄ HPO42Ͳ + H2O (netralisir basa).Dalam laboratorium larutan penyangga dapat terjadikarena reaksi pembentukan garam dimana jumlah asamlemah atau basa lemah yang dipergunakan dalam jumlahyang berlebih. Larutan buffer juga dapat dipersiapkandengan menambahkan asam lemah atau basalemah kedalam larutan garamnya (lihat Gambar 8.26). Gambar 8.26. Skema pembuatan larutan buffer (a) jumlah basa lemah berlebih, (b) garam ditambahkan dengan asam lemahnyaKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

151RANGKUMAN 1. Larutan merupakan campuran homogen (serbasama) antara dua zat atau lebih. Berdasarkan jumlah zat yang ada dalam larutan maka dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian terkecil adalah zat terlarut dan bagian terbesar adalah pelarut. 2. Larutan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu larutan elektrolit dan larutan nonͲelektrolit. Pembagian ini didasari atas adanya interaksi antara zat terlarut dengan pelarutnya. 3. Larutan elektrolit adalah larutan yang zat terlarutnya mengalami ionisasi, dan dapat menghantarkan arus listrik. Besarnya proses ionisasi dari larutan elektrolit dinyatakan dengan derajat ionisasi atau ɲ yang besarnya antara 0 – 1 dan untuk larutan elektrolit lemah memiliki nilai 0 < ɲ ч 1. 4. Larutan nonͲelektrolit adalah larutan yang zat terlarutnya tidak terionisasi tidak dapat menghantarkan arus listrik. Untuk larutan ini nilai ɲ = 0. 5. Konsentrasi zat merupakan rasio dari zat terlarut dengan pelarut atau larutan, ada beberapa satuan konsentrasi yang dipergunakan. 6. Persen Berat (%) : Satuan konsentrasi ini menyatakan banyaknya zat terlarut dalam 100 gram larutan. 7. Persen Volume (%) : menyatakan jumlah volume (mL) dari zat terlarut dalam 100 mL larutan. 8. Fraksi Mol (x) : Bilangan yang menyatakan rasio jumlah mol zat terlarut dan pelarut dalam sebuah larutan. Secara umum jika terdapat larutan AB dimana A mol zat terlarut dan B mol zat pelarut, fraksi mol A (XA) 9. Molalitas merupakan satuan konsentrasi yang menyatakan jumlah mol zat yang terdapat didalam 1000 gram pelarut, Molalitas diberi lambang dengan huruf m. 10. Molaritas adalah satuan konsentrasi molaritas merupakan satuan konsentrasi yang banyak dipergunakan, dan didefinisikan sebagai banyak mol zat terlarut dalam 1 liter (1000 mL) larutan. 11. Normalitas yang bernotasi (N) merupakan satuan konsentrasi yang sudah memperhitungkan kation atau anion yang dikandung sebuah larutan. Normalitas didefinisikan banyaknya zat dalam gram ekivalen dalam satu liter larutan. Secara sederhana gram ekivalen adalah jumlah gram zat untuk mendapat satu muatan. 12. Pengenceran adalah berkurangnya rasio zat terlarut didalam larutan akibat penambahan pelarut. Sebaliknya pemekatan adalah bertambahnya rasio konsentrasi zat terlarut didalam larutan akibat penambahan zat terlarut.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

152 13. Asam merupakan bersifat korosif (bereaksi dengan logam) dan dapat mengubah kertas lakmus biru menjadi merah. Basa merupakan zat yang memiliki sifatͲsifat yang spesifik, seperti licin jika mengenai kulit dan terasa getir serta dapat merubah kertas lakmus merah menjadi biru. 14. Asam menurut Arhenius, zat dikatakan sebagai asam jika dalam bentuk larutannya dapat melepaskan ion H+, dan ion hidrogen merupakan pembawa sifat asam. Sedangkan basa adalah zat yang dalam bentuk larutannya dapat melepaskan ion OHͲ, dan ion hidroksida sebagai pembawa sifat basa. 15. Menurut Lowry dan Bronsted, asam adalah zat yang memiliki kemampuan untuk mendonorkan protonnya, sedangkan basa adalah zat yang menerima proton, sehingga dalam sebuah reaksi dapat melibatkan asam dan basa. 16. Menurut Lewis, asam adalah zat yang dapat menerima pasangan elektron bebas dan sebaliknya dikatakan sebagai basa jika dapat menyumbangkan pasangan elektron. Reaksi antara BF3 dengan NH3. Molekul NH3 sebagai basa karena menyumbangkan pasangan elektron bebasnya, dan molekul BF3 sebagai penerima pasangan elektron dan dikatakan sebagai asam.. 17. Asam dapat terbentuk dari oksida asam yang bereaksi dengan air. Oksida asam merupakan senyawa oksida dari unsurͲunsur non logam. Contoh reaksi pembentukan asam adalah : CO2 + H2O ї H2CO3 (Asam Karbonat) 18. Sedangkan basa dapat terbentuk dari oksida basa yang bereaksi dengan air. Oksida basa merupakan oksida logam dan ada pengecualian khususnya untuk amonia (NH3), dengan contoh reaksi : CaO + H2O ⇄ Ca(OH)2 (Kalsium hidroksida). 19. Ukuran untuk mengetahui keasama suatu zat dinyatakan dengan Derajat Keasaman atau pH yang besarnya ditentukan oleh konsentrasi ion H+, sehingga pH = Ͳ log [H+]. Demikian pula untuk derajat kebasaan ditentukan oleh konsentrasi ion OHͲ besarnya pOH = Ͳ log [OHͲ] 20. Keseimbangan air dijadikan dasar untuk menetapkan skala pH, dan pH + pOH = 14. 21. Pengukuran keasaman dilakukan dengan menggunakan indikator universal khususnya untuk pengukuran larutan yang tidak memerlukan ketelitian. Sedangkan untuk pengukuran yang lebih teliti dipergunakan pH meter. Alat ini terdiri dari elektroda gelas dan voltmeter.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

153 22. Garam merupakan senyawa yang bersifat elektrolit dibentuk dari sisa basa atau logam yang bermuatan positif dengan sisa asam yang bermuatan negatif. 23. Beberapa reaksi penggaraman yang menghasilkan produk akhir garam dengan air adalah : 1. Asam dengan basa 2. Asam dengan oksida basa 3. Basa dengan oksida asam. 24. Untuk reaksi antara oksida asam dengan oksida basa hanya menghasilkan garam. Sedangkan reaksi antara logam dengan asam menghasilkan garam dan gas Hidrogen. 25. Reaksi penggaraman yang terakhir adalah reaksi metatesis, reaksi ini merupakan reaksi pertukaran sisa asam atau sisa basa. Reaksi ini hanya dapat terjadi jika salah satu produk menghasilkan endapan atau gas, atau produk yang memiliki kelarutan yang rendah didalam air. 26. Garam dapat terhidrolisa dengan adanya air, dimana terjadi interaksi antara air dengan sisa asam yang menghasilkan asam lemah atau interaksi air dengan sisa basa yang menghasilkan basa lemah. Interaksi ini menyebabkan sifat keasamam, kebasaan atau netral ditentukan oleh peristiwa hidrolisa. 27. Peristiwa hidrolisa tidak terjadi pada garam yang berasal asam kuat dan basa kuat, sehingga larutan garam bersifat netral atau pH =7. 28. Garam akan terhidrolisa sebagian untuk garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah, sifat larutan garam adalah asam atau pH dibawah 7. Hidrolisa sebagian juga terjadi untuk garam yang berasal asam lemah dan basa kuat, larutan ini bersifat basa dengan pH diatas 7. Hidrolisa sempurna terjadi untuk senyawa garam yang berasal asam lemah dan basa lemah, sifat larutan garam sangat ditentukan oleh besarnya Ka atau Kb dari asam maupun basanya. Larutan bersifat asam jika Ka > Kb, larutan bersifat basa jika Kb > Ka dan larutan bersifat netral jika Ka = Kb. 29. Larutan buffer adalah larutan yang terdiri dari garam dengan asam lemahnya atau garam dengan basa lemahnya. Dalam larutan buffer terdapat pasangan asam basa konyugasi, jika terjadi penambahan asam atau basa dapat dinetrlisir oleh larutan ini. Atas dasr inilah larutan buffer dipergunakan untuk mempertahankan pH sebuah larutan. 30. pH larutan penyangga yang berasal dari asam lemah dan garamnya disederhanakan dalam :Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

154 31. Sedangkan untuk larutan penyangga yang berasal dari basa lemah dengan garamnya adalah : 32. Dalam tubuh manusia larutan buffer sangat berperan, agar pH dalam tubuh tetap constant, misalnya pada daran dan membran.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

155UJI Pilihlah salah satu jawaban yang benarKOMPETENSI 1. Jika 100 ml larutan HCl dengan pH = 2 dicampurkan pada 100 ml larutan NaOH dengan pH = 10, akan diperoleh larutan dengan: a. pH = 3 b. pH = 6 c. 2 < pH < 6 d. 3 < pH < 6 2. Kelarutan L (OH)2 dalam air sebesar 5 x 10Ͳ4 mol/liter. Maka larutan jenuh L(OH)2 dalam air mempunyai pH sebesar: a. 10,3 b. 11,0 c. 9,3 d. 12,0 3. Jika dari zatͲzat dibawah ini dibuat larutan (dalam air) dengan konsentrasi 1 molar, larutan manakah yang mempunyai pH paling tinggi: a. NaHSO4 b. NH4Cl c. NaF d. CH3COONa 4. Menurut konsep Lowry – Bronsted dalam reaksi: NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OHͲ a. Air adalah asam karena dapat menerima sebuah proton b. Amoniak dalam air adalah pasangan asam konyugat c. NH3 dan NH4+ adalah pasangan asam basa konyugat d. NH3 adalah asam karena memberi sebuah proton 5. 1 mL larutan 1 M NaOH ditambahkan ke dalam 1 liter air, maka larutan ini akan mempunyai pH kiraͲkira: a. 3 b. 5 c. 7 d. 11 6. Lakmus biru akan menjadi merah dalam larutan: a. Na2O b. NH4NO3 c. Na2CO3 d. NaBrKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

156 7. Dalam suatu larutan yang menggunakan amonia cair sebagai pelarut akan terjadi kesetimbangan dibawah ini: 2 NH3 ⇄ NH4+ + NH2Ͳ maka NH2Ͳ merupakan a. Asam menurut teori Archenius b. Basa menurut teori Bronsted c. Asam menurut teori Bronsted d. Zat pengoksida 8. Ionisasi asam asetat dalam air dapat dinyatakan dalam persamaan CH3COOH + H2O ⇄ CH3COOͲ + H3O+ dalam keadaan setimbang, sebagian besar terdiri dari asam asetat dan air, sedangkan ion asetat dan ion hidronium terdapat hanya sedikit saja, ini berarti: a. Asam asetat lebih kuat daripada ion hidronium b. Asam asetat dan ion hidronium sama kuat c. Asam asetat lebih lemah dari ion hidronium d. Air adalah basa yang lebih kuat daripada ion asetat 9. Pada temperatur yang cukup tinggi bagi air berlaku: pH + pOH = 12 Berapakah pH larutan KOH yang mengandung 0,01 mol KOH tiap liter pada temperatur itu? a. 12 b. 10 c. 8 d. 6 10. Jika air dengan pH = 7 dialiri gas CO2 selama 1 jam maka: a. CO2 tidak bereaksi dengan air b. Karbonat akan mengendap c. pH larutan akan lebih kecil dari 7 d. pH larutan akan lebih besar dari 7 11. Suatu larutan asam metanoat (asam semut) 0,1 M mempunyai pH = 2. Derajat disosiasi asam ini adalah: a. 0,01 b. 0,001 c. 0,1 d. 0,02 12. Bila suatu larutan asam kuat pH = 1 diencerkan dengan air 20 kali, maka: a. Konsentrasi ion OHͲ bertambah dengan 1 satuan b. Konsentrasi ion H+ bertambah 10 kali c. pH larutan bertambah dengan satu satuan d. pOH larutan berkurang dengan sepuluh satuanKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

157UJI GaramKOMPETENSI 1. Reaksi yang menghasilkan gas H2 A. FeS + HCl B. CO2 + H2O C. Na2O + H2O D. Cu + H2SO4 2. Satu mol Alumunium bereaksi dengan Asam Sulfat secukupnya dan dihasilkan gas Hidrogen, jika pada keadaan tersebut 1 mol Oksigen bervolume 20 Liter, Berapa Volume gas Hidrogen yang dihasilkan pada keadaan tersebut A. 10 Liter B. 20 Liter C. 30 Liter D. 40 Liter 3. Ionisasi asam asetat dalam air; CH3COOH + H2O ' CH3COOͲ + H3O+ Pada saat kesetimbangan diketahui bahwa jumlah ionͲion lebih kecil dibandingkan dengan asam asetat dan air, berarti,. A. Asam asetat lebih kuat dibanding ion hidrogen B. Asam asetat = ion hidrogen C. Asam asetat lebih lemah dibanding ion hidrogen D. Air merupakan basa kuat dibanding ion asetat 4. Berapa pH larutan yang terdiri dari 1 mL Asam asetat dan 9 mL Natrium asetat yang masing memiliki konsentrasi 0.1 mol liter, diketahui Ka ; 1.8 x 10Ͳ5 A. 5.7 B. 5.8 C. 6 D. 4.7 5. Ca(OH)2 sebanyak 7.4 gram dapat dijadikan garam netral oleh 6,35 gram asam berbasa tiga, berapa berat molekul zat tersebut, diketahui Ca=40, O=16 dan H=1. A. 97.5 B. 95.25 C. 92.5 D. 63.5 6. Ke dalam 40 mL larutan NaOH 0.2 M ditambahkan 80 mL asam asetat 0.2 M jika Ka asam asetat = 10Ͳ5, maka pH campuran adalah A. 13 B. 10 C. 9 D. 5Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

158 7. Larutan NaOH, KOH, Ca(OH)2 dan Ba(OH)2 dengan konsentrasi 1 gram/L dan semuanya terionisasi sempurna, jika Ar: H=1, O=16, Na=23, K=39, Ca=40 dan Ba=137, larutan manakah yang memiliki pH paling tinggi. A. KOH. B. NaOH. C. Ca(OH) 2 D. Ba(OH) 2 8. Jika 20 mL NaOH 0.1 M dapat dinetralkan oleh 25 mL H2SO4, maka Konsentrasi H2SO4 adalah: A. 0.04 mol B. 0.05 mol C. 0.08 mol D. 0.1 mol 9. Bila suatu asam lemah dengan Ka =10Ͳ5 dilarutkan bersamaͲ sama dengan garam natriumnya dengan perbandingan mol asam dan garamnya 1 : 10, maka pH larutan campuran tersebut adalah A. 8 B. 6 C. 5 D. 4 10. Penambahan sedikit air dalam larutan penyangga akan menyebabkan A. Perubahan pH larutan B. Perubahan pKa larutan asam C. Tidak ada perubahan pH dan pKa D. Perubahan pKa namun pH tetapKimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007



159 Bab 9. Kesetimbangan KimiaStandar Kompetensi Kompetensi DasarMemahami konsep Menguasai reaksi kesetimbangankesetimbangan reaksi Menguasai faktorͲfaktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan Menentukan hubungan kuantitafif antara pereaksi dan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbanganTujuan Pembelajaran1. Siswa dapat mengidentifikasi kondisi kesetimbangan2. Siswa mampu mendeskripkan reaksi bolak balik (dua arah)3. Siswa mengenal sistem tertutup4. Siswa mampu mendefinisikan kesetimbangan dinamis5. Siswa mampu membedakan jenisͲjenis reaksi kesetimbangan6. Siswa dapat menetapkan harga konstanta kesetimbangan dalam system gas7. Siswa dapat memahami hubungan antara konstanta kesetimbangan tekanan (Kp) dengan konstanta kesetimbangan konsentrasi (Kc).8. Siswa dapat mengidentifikasi kesetimbangan padatan dan lautan9. Siswa dapat menetapkan konstanta hasil kali kelarutan (Ksp)9.1. Kesetimbangan Gambar 9.1. Pengaliran uap panas kedalam tabung yang berisi besiUntuk memahami apa dan bagaimana kesetimbangan panasreaksi, coba kita cermati peristiwa reaksi dibawah ini.Jika kita hembuskan uap panas kedalam sebuah Gambar 9.2. Pengaliran gas H2tabung yang berisi besi yang juga dipanaskan akan kedalam tabung yang berisi besidihasilkan feri fero oksida atau besi magnetit, denganpersamaan reaksi : magnetit panas H2O(g) + Fe Š Fe3O4 + H2(g)Perhatikan Gambar 9.1Di lain pihak, jika kita mengalirkan gas hidrogen (H2)kedalam tabung yang berisi besi magnetit yangdipanaskan, maka akan dihasilkan besi dan uap panas,dengan reaksi : H2(g) + Fe3O4 Š Fe + H2O(g)Perhatikan Gambar 9.2. Dari kedua reaksi tersebut,masingͲmasing reaksi berlangsung satu arah.Bagaimana jika kedua reaksi tersebut kita kondisikandalam satu wadah tertutup.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

160Dari Gambar 9.3, tampak bahwa, reaksi dapatberlangsung dalam dua arah, yaitu reaksipembentukan magnetit dari uap panas dengan besidan reaksi penguraian besi magnetit oleh gas hidrogenmenghasilkan besi dan uap panas kembali. Reaksisemacam ini kita sebut dengan reaksi bolakͲbalik ataureaksi reversibel.Kedua reaksi tersebut adalah: Gambar 9.3. Menghubungkan dua H2O(g) + Fe Š Fe3O4 + H2(g) sistem reaksi seperti pada Gambar 1 H2(g) + Fe3O4 Š Fe + H2O(g) dan Gambar 2Penulisan reaksi diatas tidak lazim dipergunakan, dandisederhanakan dengan memberi dua tanda panahyang berlawanan H2O(g) + Fe ⇄ Fe3O4 + H2(g)9.1.1. Sistem tertutupRuang atau tempat berlangsung reaksi bolakͲbalikpembentukan dan penguraian besi magnetit sepertiGambar 9.3, merupakan tempat yang dirancangkhusus, dan ruang tersebut merupakan ruang tertutup.Pada ruang tersebut, tidak memungkinkan mengambilatau menambahkan zat, panas yang dimasukankedalam ruang dijaga agar tidak keluar dari ruangtersebut, demikian pula dengan gasͲgas yangdihasilkan dihasilkan dan dipergunakan kembali. Ruangdengan kondisi seperti ini dikatakan sebagai systemtertutup. Reaksi bolakͲbalik dapat terjadi pada systemtertutup.9.1.2. Kesetimbangan dinamisUmumnya reaksi yang ada di alam merupakan reaksireaksi bolakͲbalik, hanya sebagian kecil saja yangmerupakan reaksi dalam satu arah atau reaksiberkesudahan.Pada awal proses reaksi reversible, reaksi berlangsungke arah pembentukan produk, setelah terbentuknyamolekul produk, maka molekul tersebut mulai bereaksikea rah sebaliknya (arah penguraian). Pada saat yangsama tetap terjadi treaksi pembentukan, dan padasuatu saat jumlah zatͲzat yang berekasi dan hasil reaksitetap, kondisi dikatakan sebagai keadaankesetimbangan. Pada saat kesetimbangan, reaksi tidakberhenti, reaksi tetap berjalan baik ke arahpembentukan maupun ke arah penguraian.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

161Namun baik zatͲzat yang bereaksi maupun hasilreaksinya tetap konstan, keadaan kesetimbangansemacam ini yang dikatakan sebagai kesetimbangandinamis.Pada saat kesetimbangan jumlah zat yang bereaksimaupun hasil reaksi tetap. Untuk memahami kondisiini perhatikan Gambar 9.4. Pada awalnya produkbelum terbentuk, ketika zat yang bereaksi mulaiberkurang konsentrasinya, bersamaan dengan itu pulaproduk mulai terbentuk. Demikian seterusnya zat yangbereaksi terus berkuran dan produk, sampai dengansatu saat, dimana konsentrasi zat yang bereaksimaupun produk sudah tidak berubah atau tetap, makasaat tersebut telah berada dalam kesetimbangan.Penjelesan diatas belum menjelaskan bahwa pada saat Gambar 9.4. Penurunan dankesetimbangan reaksi tetap berjalan. Untuk hal peningkatan konsentrasi dari zattersebut, kita dapat mencermati grafik, pada Gambar yang berekasi dan hasil reaksi pada9.5.Dari Gambar 9.5. tampak bahwa kecepatan reaksi saat menuju kesetimbanganpembentukan (kekanan) v1 dan kecepatan reaksipenguraian (ke kiri) v2. Kecepatan reaksi v1 sangat Gambar 9.5. Proses pencapaiantergantung pada jumlah zat yang bereaksi dan keadaan kesetimbangan ditinjau darikecepatan reaksi v2 bergantung pada konsentrasiproduk. kecepatan reaksiPada awal reaksi, v1 mempunyai nilai maksimum,sedangkan v2 = 0 (karena produk belum ada). Denganberkurangnya konsentrasi zat yang bereaksi maka v1juga semakin kecil. Sebaliknya dengan bertambahnyakonsentrasi produk maka kecepatan v2 semakinmembesar.Pada saat tertentu, kecepatan reaksi pembentukan (v1)menjadi sama dengan kecepatan reaksi penguraian(v2). Dalam kondisi v1 = v2, jumlah masing masing zattidak berubah terhadap waktu oleh karena itu tidakada perubahan yang dapat diamati terhadap waktuatau kecepatan reaksi tetap dan keadaan ini tercapaiketika reaksi mencapai kesetimbangan.9.1.3. Jenis reaksi kesetimbanganReaksi kesetimbangan dapat digolongkan berdasarkanfasa dari zat yang bereaksi dan hasil reaksinya,sehingga dikenal dua jenis reaksi kesetimbangan yaitureaksi kesetimbangan homogen dan heterogen,perhatikan skema penggolongan reaksi seperti yangdiunjukkan pada Bagan 9.6.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

162Reaksi kesetimbangan homogen merupakan reaksi Bagan 9.6. Penggolongan reaksikesetimbangan dimana semua fasa senyawa yang kesetimbangan berdasarkan fasabereaksi sama. senyawa yang beraksiKestimbangan dalam fasa gas : ReaksiN2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) Kesetimbangan2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g) Kesetimbangan homogenKesetimbangan dalam fasa larutan : Fasa gasCH3COOH(aq) ⇄ CH3COOͲ(aq) + H+(aq) Fasa larutanNH4OH(aq) ⇄ NH4+ (aq) + OHͲ(aq) Kesetimbangan heterogenReaksi kesetimbangan heterogen terjadi jika fasa darisenyawa yang bereaksi berbeda. Fasa padat gasKesetimbangan dalam sistem padat gas, dengan Fasa padat larutancontoh reaksi : Fasa padat larutan gas CaCO3(s) ⇄ CaO (s) + CO2 (g)Kesetimbangan padat larutan, terjadi pada peruraianBarium sulfat dengan persamaan reaksi : BaSO4(s) ⇄ Ba2+(aq) + SO42Ͳ(aq)Kesetimbangan padat larutan gas, dengan contohreaksi : Ca(HCO3)2(aq) ⇄ CaCO3(s) + H2O (l) + CO2(g)9.2. Tetapan kestimbangan kimiaDalam system tertutup, dimana tekanan dan suhudijaga, maka energi bebas Gibbs adalah nol. 'GT , p 0Dalam keadaan kesetimbangan reaksi berlangsungdalam dua arah yaitu ke arah pembentukan dan kearah penguraian. Kita ambil contoh reaksi berikut N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3Dari persamaan kesetimbangan di atas nampak bahwagas nitrogen bereaksi dengan gas hidrogenmembentuk gas amoniak, ditandai dengan arah reaksike kanan. Sedangkan reaksi ke arah kiri merupakanreaksi penguraian dari gas amoniak menjadi gasnitrogen dan gas Hidrogen.Pada saat kesetimbangan, ke tiga zat ada di dalamcampuran, dimana komposisi zat tidak sama atau tidaksesuai dengan persamaan reaksinya.Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007

Komposisi zat yang ada dalam kesetimbangan 163dicerminkan oleh harga tetapan kesetimbangan,perhatikan Gambar 9.7. Gambar 9.7 Kesetimbangan gas dari pembentukan senyawa NH3Reaksi umum dari kesetimbangan; dari gas N2 dan H2 dalam system aA + bB⇄cC + dD tertutupdan berlaku energi bebas Gibbs ѐG = 0, dimana'G 'G 0  RT ln K'G 0 RT ln KDari persamaan di atas tampak bahwa harga K adalahbesaran yang tetap dan merupakan besaran yangtergantung pada komposisi zat pada saat kesetimbangan.Harga K tidak tergantung pada keadaan mulaͲmula zat.Jika reaksi berlangsung dalam fasa gas, harga K adalah,tekanan parsial dari masingͲmasing zat.Kp p(C)c . p(D)d p( A)a . p(B)bKp = Tetapan kesetimbangan (dalam fasa gas)pC = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi cpD = tekanan gas D dengan koofisien reaksi dpA = tekanan gas A dengan koofisien reaksi apB = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b.Selanjutnya, Guldenberg dan Waage, mengembangkankesetimbangan dalam fasa larutan, dan merekamenemukan bahwa dalam keadaan kesetimbangan padasuhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zatͲzat hasil reaksidibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisadimana masingͲmasing konsentrasi itu dipangkatkandengan koefisien reaksinya adalah tetap. Pernyataan inidikenal dengan Hukum Guldberg dan Wange, dandisederhanakan ke dalam persamaanKc [C]c .[D]d [ A]a [B]bKc = Tetapan kesetimbangan (dalam fasa gas)[C] = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c[D]= tekanan gas D dengan koofisien reaksi d[A] = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a[B] = tekanan gas B dengan koofisien reaksi bPersamaan tetapan kesetimbangan di atas, dapatmemberikan informasi bahwa harga K kecil menunjukanbahwa zatͲzat hasil reaksi (zat C dan D) lebih sedikitdibandingkan dengan zatͲzat yang bereaksi (zat A dan B).Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007