Contoh Soal dan Pembahasan Kimia Hidrolisis Garam

epanrita.net – Kimia hidrolisis garam adalah salah satu topik yang penting dalam studi kimia. Dalam artikel ini, kita akan membahas beberapa contoh soal dan pembahasan tentang hidrolisis garam. Kita juga akan membahas konsep dasar tentang hidrolisis garam dan bagaimana cara menghitung pH dari larutan garam yang terhidrolisis.

Apa itu Hidrolisis Garam?

Hidrolisis garam adalah reaksi kimia di mana molekul air memecah garam menjadi kation dan anion. Reaksi ini terjadi ketika garam dilarutkan dalam air. Jika kation atau anion dalam garam memiliki sifat asam atau basa, maka hidrolisis garam dapat menghasilkan ion hidrogen atau ion hidroksida. Ini mengakibatkan perubahan pH dari larutan garam.

Konsep Dasar Hidrolisis Garam

Ada dua jenis garam: garam asam dan garam basa. Garam asam terbentuk dari reaksi antara asam dan basa, sedangkan garam basa terbentuk dari reaksi antara basa dan asam. Misalnya, garam asam klorida terbentuk dari reaksi antara asam klorida dan natrium hidroksida, sedangkan garam basa natrium karbonat terbentuk dari reaksi antara asam karbonat dan natrium hidroksida.

Ketika garam dilarutkan dalam air, molekul air akan memecah garam menjadi kation dan anion. Jika kation atau anion dalam garam memiliki sifat asam atau basa, maka molekul air akan bereaksi dengan kation atau anion ini dan menghasilkan ion hidrogen atau ion hidroksida. Ini menyebabkan perubahan pH dari larutan garam.

Contoh Soal dan Pembahasan Hidrolisis Garam

1. Tentukan apakah larutan garam berikut bersifat asam, basa, atau netral: NaCl.

Jawab:

NaCl terdiri dari kation natrium (Na+) dan anion klorida (Cl-). Kedua ion ini bukan asam atau basa, jadi larutan NaCl adalah netral.

2. Tentukan apakah larutan garam berikut bersifat asam, basa, atau netral: NH4Cl.

Jawab:

NH4Cl terdiri dari kation amonium (NH4+) dan anion klorida (Cl-). Kation amonium adalah asam lemah, sedangkan anion klorida adalah basa kuat. Oleh karena itu, larutan NH4Cl bersifat asam.

3. Tentukan pH dari larutan garam NH4Cl 0,1 M. Konstanta ionisasi asam NH4+ adalah 5,6 x 10^-10.

Jawab:

NH4+ adalah asam lemah, jadi kita perlu menggunakan rumus konstanta asam untuk menghitung pH larutan. Konstanta ionisasi asam NH4+ adalah 5,6 x 10^-10, jadi kita dapat menghitung konsentrasi ion hidrogen sebagai berikut:

Kw = Ka x Kb

Kw = 1,0 x 10^-14

4. Tentukan pH dari larutan garam Na2HPO4 0,05 M. Konstanta ionisasi asam H2PO4- adalah 6,2 x 10^-8.

Jawab:

H2PO4- adalah asam lemah, jadi kita perlu menggunakan rumus konstanta asam untuk menghitung pH larutan. Karena Na2HPO4 terdiri dari dua ion Na+ dan satu ion H2PO4-, kita perlu menghitung konsentrasi H2PO4- terlebih dahulu:

Na2HPO4 –> 2 Na+ + H2PO4-

Konsentrasi H2PO4- = 0,05 M

Konstanta ionisasi asam H2PO4- adalah 6,2 x 10^-8, jadi kita dapat menghitung konsentrasi ion hidrogen sebagai berikut:

Ka = [H+][H2PO4-]/[HPO42-]

6,2 x 10^-8 = x^2/0,05

x = 1,57 x 10^-4

pH = -log[H+]

pH = -log(1,57 x 10^-4)

pH = 3,8

5. entukan pH dari larutan garam NH4Cl dan NaCl yang dicampur dalam rasio 1:1 dengan konsentrasi masing-masing 0,1 M.

Jawab:

NH4+ adalah asam lemah, sedangkan Cl- adalah basa kuat. Sebaliknya, Na+ dan Cl- bukan asam atau basa, jadi tidak berkontribusi pada perubahan pH. Ketika kedua larutan dicampur, NH4+ dan Cl- akan bereaksi dalam hidrolisis garam. Karena keduanya berada dalam rasio 1:1, kita dapat menganggap bahwa setengah dari NH4Cl dan setengah dari NaCl terhidrolisis.

Untuk menghitung pH, kita perlu menghitung konsentrasi H+ yang dihasilkan dari hidrolisis NH4Cl dan konsentrasi OH- yang dihasilkan dari hidrolisis NaCl. Konstanta ionisasi asam NH4+ adalah 5,6 x 10^-10, dan konstanta ionisasi basa Cl- adalah 1,0 x 10^-14/1,8 x 10^-10 = 5,6 x 10^-5.

NH4Cl –> NH4+ + Cl-

Konsentrasi NH4+ = 0,1/2 = 0,05 M

Konsentrasi Cl- = 0,1/2 = 0,05 M

[H+] = Ka x [NH4+]/[Cl-]

[H+] = 5,6 x 10^-10 x 0,05/0,05

[H+] = 5,6 x 10^-10 M

pH = -log[H+]

pH = -log(5,6 x 10^-10)

pH = 9,25

[OH-] = Kb x [Cl-]/[NH4+]

[OH-] = 5,6 x 10^-5 x 0,05/0,05

[OH-] = 5,6 x 10^-5 M

pOH = -log[OH-]

pOH = -log(5,6 x 10^-5)

Jawab:

NH4+ adalah asam lemah dan NO3- adalah basa kuat. Ketika NH4NO3 dilarutkan dalam air, ion NH4+ akan bereaksi dengan air dan membentuk ion hidrogen dan ion amonium. Ion NO3- tidak bereaksi dengan air karena basa kuat tidak terhidrolisis.

NH4NO3 –> NH4+ + NO3-

Konsentrasi NH4+ = 0,1 M

Konsentrasi NO3- = 0,1 M

Untuk menghitung pH, kita perlu menghitung konsentrasi ion hidrogen yang dihasilkan dari hidrolisis NH4+.

[H+] = Ka x [NH4+]/[NO3-]

[H+] = 5,6 x 10^-10 x 0,1/0,1

[H+] = 5,6 x 10^-10 M

pH = -log[H+]

pH = -log(5,6 x 10^-10)

pH = 9,25

7. Tentukan pH dari larutan garam KF 0,1 M. Konstanta ionisasi asam HF adalah 7,2 x 10^-4.

Jawab:

KF terdiri dari ion K+ dan F-, tetapi ion F- adalah basa lemah karena berasal dari HF yang merupakan asam lemah. Oleh karena itu, kita perlu menggunakan rumus konstanta basa untuk menghitung pH larutan.

HF + H2O –> H3O+ + F-

Kb = Kw/Ka = 1,0 x 10^-14/7,2 x 10^-4 = 1,39 x 10^-11

Konsentrasi F- dalam larutan KF 0,1 M adalah 0,1 M. Konsentrasi ion hidrogen dapat dihitung sebagai berikut:

Kb = [OH-][HF]/[F-]

1,39 x 10^-11 = [OH-]^2/0,1

[OH-] = 1,18 x 10^-6 M

pOH = -log[OH-]

pOH = -log(1,18 x 10^-6)

pOH = 5,93

pH = 14 – pOH

pH = 14 – 5,93

pH = 8,07

Berikut adalah 6 contoh soal dan pembahasan kimia hidrolisis garam:

1. Sebuah larutan garam yang terbentuk dari senyawa Ca(NO3)2 akan mengalami hidrolisis netral. Berapa pH larutan tersebut?

Jawaban:

Dalam hal ini, Ca(NO3)2 akan menghidrolisis menjadi Ca2+ dan 2NO3-. Karena tidak ada ion asam atau basa, maka pH dari larutan akan sama dengan 7.

2. Sebuah larutan garam yang terbentuk dari senyawa NH4Cl akan mengalami hidrolisis asam. Apakah pH dari larutan tersebut?

Jawaban:

Dalam hal ini, NH4Cl akan menghidrolisis menjadi NH4+ dan Cl-. Ion NH4+ merupakan asam lemah yang akan bereaksi dengan air membentuk H3O+. Persamaan reaksinya adalah NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+. Konsentrasi ion H3O+ dapat dihitung menggunakan konstanta disosiasi asam NH4+ (Ka = 5,6 x 10^-10). Oleh karena itu, pH dapat dihitung menggunakan rumus pH = -log[H3O+].

Keterangan:

• Konstanta disosiasi asam NH4+ (Ka) = 5,6 x 10^-10
• Konsentrasi ion NH4+ = 0,1 M (dikarenakan garam NH4Cl terlarut dalam air dengan konsentrasi 0,1 M)
• Konsentrasi ion Cl- = 0,1 M

a. Menentukan konsentrasi ion H3O+ dari reaksi hidrolisis NH4+:

Ka = [NH3][H3O+]/[NH4+]

5,6 x 10^-10 = [NH3][H3O+]/0,1 M

[H3O+] = (5,6 x 10^-10)(0,1 M)/[NH3]

[H3O+] = 1,88 x 10^-9 M

b. Menghitung pH dari larutan:

pH = -log[H3O+]

pH = -log(1,88 x 10^-9)

pH = 8,73

Jadi, pH dari larutan NH4Cl adalah 8,73.

3. Sebuah larutan garam yang terbentuk dari senyawa NaF akan mengalami hidrolisis basa. Apakah pH dari larutan tersebut?

Jawaban:

Dalam hal ini, NaF akan menghidrolisis menjadi Na+ dan F-. Ion F- adalah basa lemah yang akan bereaksi dengan air membentuk OH-. Persamaan reaksinya adalah F- + H2O ⇌ HF + OH-. Konsentrasi ion OH- dapat dihitung menggunakan konstanta disosiasi basa F- (Kb = 1,38 x 10^-11). Oleh karena itu, pH dapat dihitung menggunakan rumus pOH = -log[OH-] dan pH = 14 – pOH.

4. Sebuah larutan garam yang terbentuk dari senyawa AlCl3 akan mengalami hidrolisis asam. Apakah pH dari larutan tersebut?

Jawaban:

Dalam hal ini, AlCl3 akan menghidrolisis menjadi Al3+ dan 3Cl-. Ion Al3+ bukanlah asam atau basa lemah sehingga tidak akan berkontribusi terhadap pH larutan. Ion Cl- tidak bereaksi dengan air. Oleh karena itu, larutan akan bersifat netral dengan pH 7.

5. Sebuah larutan garam yang terbentuk dari senyawa NH4CN akan mengalami hidrolisis asam. Apakah pH dari larutan tersebut?

Jawaban:

Dalam hal ini, NH4CN akan menghidrolisis menjadi NH4+ dan CN-. Ion NH4+ merupakan asam lemah dan akan bereaksi dengan air membentuk H3O+. Persamaan reaksinya adalah NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+. Konsentrasi ion H3O+ dapat dihitung menggunakan konstanta disosiasi asam NH4+ (Ka = 5,6 x 10^-10). Oleh karena itu, pH dapat dihitung menggunakan rumus pH = -log[H3O+].

Keterangan:

• Konstanta disosiasi asam NH4+ (Ka) = 5,6 x 10^-10
• Konsentrasi ion NH4+ = 0,1 M (dikarenakan garam NH4CN terlarut dalam air dengan konsentrasi 0,1 M)
• Konsentrasi ion CN- = 0,1 M

a. Menentukan konsentrasi ion H3O+ dari reaksi hidrolisis NH4+:

Ka = [NH3][H3O+]/[NH4+]

5,6 x 10^-10 = [NH3][H3O+]/0,1 M

[H3O+] = (5,6 x 10^-10)(0,1 M)/[NH3]

[H3O+] = 1,88 x 10^-9 M

b. Menghitung

pH dari larutan:

pH = -log[H3O+] pH = -log(1,88 x 10^-9)

pH = 8,73

Jadi, pH dari larutan NH4CN adalah 8,73.

6. Sebuah larutan garam yang terbentuk dari senyawa K2HPO4 akan mengalami hidrolisis basa. Apakah pH dari larutan tersebut?

Jawaban:

Dalam hal ini, K2HPO4 akan menghidrolisis menjadi K+ dan HPO42-. Ion HPO42- merupakan basa lemah dan akan bereaksi dengan air membentuk OH-. Persamaan reaksinya adalah HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-. Konsentrasi ion OH- dapat dihitung menggunakan konstanta disosiasi basa HPO42- (Kb = 2,3 x 10^-13). Oleh karena itu, pH dapat dihitung menggunakan rumus pOH = -log[OH-] dan pH = 14 – pOH.

Keterangan:

• Konstanta disosiasi basa HPO42- (Kb) = 2,3 x 10^-13
• Konsentrasi ion HPO42- = 0,1 M (dikarenakan garam K2HPO4 terlarut dalam air dengan konsentrasi 0,1 M)

a. Menentukan konsentrasi ion OH- dari reaksi hidrolisis HPO42-:

Kb = [H2PO4-][OH-]/[HPO42-]

2,3 x 10^-13 = [H2PO4-][OH-]/0,1 M

[OH-] = (2,3 x 10^-13)(0,1 M)/[H2PO4-]

[OH-] = 2,3 x 10^-14 M

b. Menghitung pOH dan pH dari larutan:

pOH = -log[OH-]

pOH = -log(2,3 x 10^-14) p

pOH = 13,64

pH = 14 – pOH

pH = 14 – 13,64

pH = 0,36

Kesimpulan

Hidrolisis garam merupakan proses di mana ion-ion dalam garam bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion hidrogen atau ion hidroksida. pH larutan garam dapat dihitung dengan menggunakan konstanta ionisasi asam atau basa dari ion-ion dalam garam dan menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion hidroksida yang dihasilkan dari hidrolisis. Penting untuk memperhatikan apakah ion-ion dalam garam merupakan asam atau basa lemah atau kuat karena ini akan mempengaruhi pH larutan garam.

FAQ

1. Apa itu hidrolisis garam?

Hidrolisis garam adalah proses di mana ion-ion dalam garam bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion hidrogen atau ion hidroksida.

2. Bagaimana cara menghitung pH larutan garam?

pH larutan garam dapat dihitung dengan menggunakan konstanta ionisasi asam atau basa dari ion-ion dalam garam dan menghitung konsentrasi ion hidrogen atau ion hidroksida yang dihasilkan dari hidrolisis.

3. Apa yang dimaksud dengan asam lemah dan basa lemah?

Asam lemah adalah senyawa yang hanya sebagian terdisosiasi dalam air dan menghasilkan ion hidrogen dalam jumlah kecil. Basa lemah adalah senyawa yang hanya sebagian terdisosiasi dalam air dan menghasilkan ion hidroksida dalam jumlah kecil.

4. Apa bedanya antara asam lemah dan asam kuat?

Asam lemah hanya sebagian terdisosiasi dalam air dan menghasilkan ion hidrogen dalam jumlah kecil, sedangkan asam kuat sepenuhnya terdisosiasi dalam air dan menghasilkan ion hidrogen dalam jumlah besar.

5.Apa yang dimaksud dengan konstanta ionisasi?

Konstanta ionisasi adalah suatu nilai konstanta yang menunjukkan seberapa besar suatu senyawa dapat terdisosiasi dalam air dan menghasilkan ion-ion tertentu. Konstanta ionisasi asam dinyatakan sebagai Ka, sedangkan konstanta ionisasi basa dinyatakan sebagai Kb.