pH Larutan Garam

Anda tentu sudah mengetahui produk yang dihasilkan dari reaksi asam basa, yaitu garam dan air. Mengapa garam ada yang bersifat asam, basa, dan netral? Sifat tersebut bergantung pada jumlah dan jenis senyawa dalam asam dan basa yang direaksikannya.

Hidrolisis adalah suatu reaksi penguraian dalam air, sedangkan hidrolisis garam adalah penguraian garam menjadi ion positif dan ion negatifnya yang terjadi di dalam air. Hidrolisis garam pada dasarnya merupakan reaksi asam basa Bronsted-Lowry. Berdasarkan asam basa pembentuknya, garam dikelompokkan menjadi empat, yaitu garam dari asam kuat dan basa kuat, garam dari asam lemah dan basa kuat, garam dari asam kuat dan basa lemah, serta garam dari asam lemah dan basa lemah.

1. Garam dari Asam Kuat dan Basa Kuat

Garam asam kuat dan basa kuat berasal dari elektrolit kuat dan tidak terhidrolisis dalam air. Larutannya bersifat netral (pH=7). Salah satu contoh garamnya adalah NaCl. NaCl dalam air terionisasi sempurna menjadi ion Na dan Cl sesuai persamaan:

NaCl → Na⁺(aq) + Cl^-(aq)

Na⁺(aq) + H₂O(l) ⇸

Cl^-(aq) + H₂O(l) ⇸

2. Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat

Garam asam lemah dan basa kuat mengalami hidrolisis parsial dalam air. Anion pada garam ini (anion basa yang menerima proton dari air) mengalami hidrolisis. Larutan garam yang terhidrolisis bersifat basa (pH>7).

Contoh garamnya adalah CH₃COONa yang terionisasi dalam air sebagai berikut.

CH₃COONa(aq) → CH₃COO^- + Na⁺(aq)

CH₃COO^- bereaksi dengan H⁺ dari air

CH₃COO^-(aq) + H⁺(l) ⇄  CH₃COOH(aq) + OH^-(aq)

Na⁺(aq) + H₂O(l) ⇸

Adanya garam tersebut dalam air akan menyebabkan pH naik karena [H⁺] berkurang dan (OH^-) bertambah.

Tetapan hidrolisis (Kh) dari reaksi hidrolisis tersebut adalah:

Besarnya pH garam ditentukan dari konsentrasi ion OH^- dalam larutan garam tersebut.

pOH = - log [OH] dan pH = 14 - pOH

Keterangan:

K_h = tetapan hidrolisis

K_w= tetapan kesetimbangan = 10^-14

K_a = tetapan kesetimbangan asam

[G] = konsentrasi anion garam terhidrolisis

3. Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah 

Garam asam kuat dan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian (parsial) dalam air. Garam mengandung kation asam (kation yang memberi proton pada air) yang mengalami hidrolisis.

Contoh garamnya adalah NH₄CI. Dalam air, garam tersebut terionisasi dengan persamaan reaksi:

NH₄CI(aq) →  NH4⁺(aq) + Cl^-(aq)

lon NH₄⁺ dari garam NH₄Cl yang berasal dari basa lemah NH₄OH akan bereaksi dengan ion OH^- dari air membentuk reaksi:

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) ⇄ NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Sementara itu, ion Cl­^- dari garam NH₄CI yang berasal dari asam kuat HCl tidak bereaksi dengan ion H⁺ dari air sehingga garam ini terhidrolisis sebagian atau terhidrolisis parsial. Adanya ğaram ini dalam air dapat menyebabkan penurunan pH (pH < 7).

Besarnya pH dari garam tersebut dapat ditentukan dengan rumus tetapan hidrolisis berikut.

 
pH = - log[H⁺]

Keterangan:

K_b = tetapan kesetimbangan basa

[G] = konsentrasi kation garam terhidrolisis

4. Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

Garam dari asam lemah dan basa lemah dapat terhidrolisis sempurna karena ion-ion dari garam dapat bereaksi dengan ion-ion dari air. Salah satu contoh garamnya adalah CH₃COONH₄ (amonium asetat), yang terionisasi menurut reaksi: : CH₃COONH₄(aq) → CH₃COO^-(aq) + NH₄⁺(aq)

Karena H₂O terionisasi menjadi H⁺ dan OH^-, maka ion CH₃COO^- dari garam CH₃COONH₄ dari asam lemah CH₃COOH akan bereaksi dengan ion H⁺ dari air, sesuai persamaan reaksi:

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

Adapun ion NH₄⁺ dari garam CH₃COONH₄ dari basa lemah NH₄OH, bereaksi dengan ion OH^- dari air menurut reaksi:

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) ⇄ NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Karena garam ini terhidrolisis sempurna, maka harga pH bukan bergantung garamnya, tetapi bergantung pada harga Ka dan Kb-nya.

a. Jika Ka = Kb → larutan garam bersifat netral (pH = 7).

b. Jika Ka > Kb → larutan garam bersifat asam (pH < 7).

c. Jika Ka < Kb → larutan garam bersifat basa (pH > 7)

Harga pH larutan dapat ditentukan dengan rumus:

      

Contoh Soal

1. Hitunglah pH larutan CH₃COONa 0,1 M jika diketahui Ka CH₃COOH = 1,8 x 10^-5.

Jawab:

CH₃COONa merupakan garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah sehingga dalam larutannya mengalami hidrolisis sebagai berikut:

CH₃COONa →  CH₃COO^-(aq) + Na⁺(aq)

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

Berdasarkan reaksi di atas, konsentrasi anion sama dengan konsentrasi garam, yaitu 0,1 M.

pOH = - log (7,45 x 10^-6)

pOH = 5,1

pH = 14 – 5,1 = 8,9

2. Hitunglah pH larutan NH₄Cl 0,1 M jika diketahui K_b NH₄OH = 1,8 x 10^-5.

Jawab:

NH₄Cl merupakan garam yang berasal dari basa lemah dan asam kuat sehingga dalam larutannya mengalami hidrolisis sebagai berikut:
NH₄Cl(aq) →  NH₄⁺(aq) + Cl-(aq)

NH₄⁺(aq) + H₂O(l) ⇄ NH₄OH(aq) + H⁺(aq)

Berdasarkan persamaan reaksi di atas, konsentrasi anion sama dengan konsentrasi garam, yaitu 0,1 M.

 

1.       3. Hitunglah pH larutan NaCN 0,01 M jika diketahui Ka HCN = 10^-10.

Jawab:

NaCN(aq) →  Na⁺(aq) + CN^-(aq)

        

      4. Hitunglah pH larutan yang merupakan campuran dari 100 ml CH₃COOH 0,2 M dan 100 ml NaOH 0,2 M, jika Ka CH₃COOH = 10^-5.

Jawab :

Mol CH₃COOH = 0,1 L x 0,2 mol/L

                            = 0,02 mol

Mol NaOH  = 0,1 L x 0,2 mol/L

                     = 0,02 mol

Jadi setelah reaksi, spesi yang ada di dalam larutan adalah CH₃COONa dalam volume larutan 200 mL. Konsentrasi CH₃COONa di dalam larutan tersebut adalah :

[CH₃COONa]     = 0,02 mol : 0,2 L

                            = 0,1 M

[CH₃COO^-]  = 0,1 M

1.   5. Hitunglah pH larutan (NH₄)₂SO₄ 0,1 M jika Kb NH₃ = 2 x 10^-5.

Jawab :

    Garam berasal dari asam kuat dan basa lemah, maka larutannya bersifat asam.

        

    6. Hitung pH larutan CH₃COONH₄ 0,1 M diketahui Ka CH₃COOH = 10^-10.

Jawab :

1.       7. Hitunglah pH CH₃COONa 1 M (Ka = 1 x 10^-5)

Jawab :

Diketahui :

[G] = 1 M

Ka = 1 x 10^-5

Kw = 10^-14

 

Penyelesaian:

CH₃COONa adalah garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat, maka sifat garam tersebut adalah basa, maka yang ditentukan terlebih dahulu adalah [OH^-}.