ASAM KUAT DAN ASAM LEMAH

Asam kuat

Penjelasan istilah "asam kuat"

Kita akan menggunakan definisi Bronsted-Lowry mengenai asam.

Ketika asam dilarutkan dalam air, sebuah proton (ion hidrogen) ditransferkan ke molekul air untuk menghasilkan ion hidroksonium dan sebuah ion negatif tergantung pada asam yang anda pakai.

Pada kasus yang umum

Reaksi tersebut reversibel, tetapi pada beberapa kasus, asam sangat baik pada saat memberikan ion hidrogen yang dapat kita fikirkan bahwa reaksi berjalan satu arah. Asam 100% terionisasi.

Sebagai contoh, ketika hidrogen klorida dilarutkan dalam air untuk menghasilkan hidrogen klorida, sangat sedikit sekali terjadi reaksi kebalikan yang dapat kita tulis:

Pada tiap saat, sebenarnya 100% hidrogen klorida akan bereaksi untuk menghasilkan ion hidroksonium dan ion klorida. Hidrogen klorida digambarkan sebagai asam kuat.

Asam kuat adalah asam yang terionisasi 100% dalam larutan.

Asam kuat lain yang biasa diperoleh adalah asam sulfat dan asam nitrat.

Anda barangkali menemukan suatu persamaan untuk ionisasi yang dituliskan melalui sebuah bentuk yang disederhanakan:

Persamaan ini menunjukkan hidrogen klorida terlarut dalam air yang terpisah untuk memberikan ion hidrogen dalam larutan dan ion klorida dalam larutan.

Versi ini sering digunakan dalam pekerjaan ini hanya untuk menjadikan sesuatu terlihat lebih mudah. Jika anda menggunakannya, harus diingat bahwa air memang benar-benar terlibat, dan ketika anda menuliskan H⁺_(aq) yang anda maksudkan sebenarnya adalah ion hidroksonium, H₃O⁺.

Asam kuat dan pH

pH adalah ukuran konsentrasi ion hidrogen dalam larutan. Asam kuat seperti asam hidroklorida pada konsentrasi seperti yang sering anda gunakan di lab memiliki pH berkisar antara 0 sampai 1. pH yang lebih rendah, konsentrasi ion hidrogen lebih tinggi dalam larutan.

Penentuan pH

Penentuan pH asam kuat

Jika anda menentukan pH dari 0.1 mol dm^-3 asam klorida. Yang anda perlukan untuk melakukannya adalah menentukan konsentrasi ion hidrogen dalam larutan terlebih dahulu, dan kemudian mengubahnya menjadi bentuk pH dengan menggunakan kalkulator.

Dengan menggunakan asam kuat hal ini sangatlah mudah.

Asam hidroklorida adalah asam kuat – terionisasi 100%. Tiap mol HCl bereaksi dengan air untuk menghasilkan 1 mol ion hidrogen dan 1 mol ion klorida.

Hal ini berarti bahwa jika konsentrasi asam adalah 0.1 mol dm^-3, maka konsentrasi ion hidrogen juga 0.1 mol dm^-3.

Gunakan kalkulator untuk mengubahnya ke dalam bentuk pH. Kalkulator menginginkan untuk menekan 0.1, dam kemudian tekan tombol "log". Anda mungkin melakukannya dalam bentuk yang berbeda. anda harus menemukannya!

log₁₀ [0.1] = -1

Tetapi pH = – log₁₀ [0.1]

- (-1) = 1

pH asam adalah 1.

Asam lemah

Penjelasan istilah "asam lemah"

Asam lemah adalah salah satu yang tidak terionisasi seluruhnya ketika asam lemah tersebut dilarutkan dalam air.

Asam etanoat (asam asetat) adalah asam lemah yang khas. Asam etanoat bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion hidroksonium dan ion etanoat, tetapi reaksi kebalikannya lebih baik dibandingkan dengan reaksi ke arah depan. Ion bereaksi dengan sangat mudah untuk membentuk kembali asam dan air.

Pada setiap saat, hanya sekitar 1% molekul asam etanoat yang diubah ke dalam bentuk ion. Sisanya tetap sebagai molekul asam etanoat yang sederhana.

Sebagaian besar asam organik adalah asam lemah. Hidrogen fluorida (dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asam hidrofluorida) adalah asam anorganik lemah.

Membandingkan kekuatan asam lemah

Posisi kesetimbangan reaksi antara asam dan air bervariasi antara asam lemah yang satu dengan asam lemah yang lainnya. Selanjutnya bergeser ke arah kiri, ke sisi asam yang lebih lemah.

Tetapan disosiasi asam, K_a

anda dapat memperoleh ukuran posisi kesetimbangan dengan menuliskan tetapan kesetimbangan untuk reaksi. Tetapan yang memiliki harga lebih rendah, kesetimbangan bergeser ke arah kiri.

Disosiasi (ionisasi) asam adalah contoh reaksi homogen. Semuanya berada pada fasa yang sama – pada kasus ini, pada larutan dalam air. Karena itu anda dapat menuliskan ungkapan yang sederhana untuk tetapan kesetimbangan, K_c.

Berikut adalah kesetimbangan lagi:

anda mungkin ingin menuliskan tetapan kesetimbangan dengan:

Akan tetapi, jika anda berfikir dengan lebih hati-hati, terdapat sesuatu hal yang ganjil.

Pada bagian bawah ungkapan, anda memiliki hubungan untuk konsentrasi air dalam larutan. Hal itu bukanlah suatu masalah – kecuali jumlah tersebut sangatlah besar untuk dibandingkan dengan jumlah yang lain.

Dalam 1 dm³ larutan, terdapat sekitar 55 mol air.

Catatan:  Berat 1 mol air adalah 18 g. 1 dm³ larutan mengandung kurang lebih 1000 g air. Dengan membagi angka 1000 dengan 18 diperoleh kurang lebih 55.

Jika anda memiliki asam lemah dengan konsentrasi sekitar 1 mol dm^-3, dan hanya sekitar 1% asam lemah tesebut bereaksi dengan air, jumlah mol air hanya turun sekitar 0.01. Dengan kata lain, jika asam adalah lemah maka konsentrasi air tetap.

Pada kasus tersebut, tidak terdapat batasan yang luas dalam memasukan hubungan konsentrasi air ke dalam ungkapan tersebut jika hubungan konsentrasi air itu merupakan suatu variabel. Malahan, tetapan kesetimbangan yang baru didefinisikan tanpa menyertakannya. Tetapan kesetimbangan yang baru ini disebut dengan K_a.

Catatan:  Istilah untuk konsentrasi air telah diabaikan. Apa yang terjadi adalah pernyataan pertama telah disusun untuk mnghasilkan K_c sebuah konstanta) yang menyatakan konsentrasi air (konstanta yang lain) pada bagian sebelah kiri. Hasil kali ionnya kemudian diberi nama K_a.

anda mungkin menemukan ungkapan K_a ditulis berbeda jika anda menuliskannya dari versi reaksi kesetimbangan yang disederhanakan:

Ungkapan ini mungkin ditulis dengan atau tanpa simbol yang menunjukkan keadaan.

Hal ini sebenarnya persis sama dengan ungkapan sebelumnya untuk K_a! Ingatlah bahwa meskipun kita sering menulis H⁺ untuk ion hidrogen dalam larutan, sebenarnya kita membicarakan ion hidroksonium.

Ungkapan K_a versi yang kedua tidak persis sama dengan ungkapan yang pertama, tetapi penguji anda mungkin akan menyetujuinya. Ketahuilah!

Untuk mengambil contoh tertentu, tetapan untuk disosiasi asam etanoat tepatnya ditulis sebagai:

Ungkapan K_a adalah:

Jika anda menggunakan kesetimbangan dengan versi yang lebih sederhana

ungkapan K_a adalah:

Tabel menunjukkan beberapa harga K_a untuk beberapa asam yang sederhana:

asam	Ka (mol dm-3)
asam hidrofluorida	5.6 x 10-4
asam metanoat	1.6 x 10-4
asam etanoat	1.7 x 10-5
hidrogen sulfida	8.9 x 10-8

Semuanya adalah asam lemah karena harga K_a sangat kecil. Asam-asam tersebut diurutkan seiring dengan penurunan kekuatan asam – harga K_a yang diperoleh lebih kecil seiring dengan menurunnya urutan pada tabel.

Meskipun demikian, jika anda sangat tidak menyukai bilangannya, bilangan tersebut tidaklah nyata. Karena bilangan terdiri dari dua bagian, terlalu banyak untuk membicarakannya dengan cepat!

Untuk menghindari hal ini, bilangan tersebut seringkali diubah ke dalam sesuatu yang baru, bentuk yang lebih mudah, disebut pK_a.

Pengantar untuk pK_a

pK_a memuat dengan tepat hubungan yang sama untuk K_a sebagaimana pH digunakan untuk menunjukkan konsentrasi ion hidrogen:

Jika anda menggunakan kalkuator anda pada seluruh harga K_a pada tabel di atas dan mengubahnya menjadi harga pK_a anda akan memperoleh:

asam	Ka (mol dm-3)	pKa
asam hidrofluorida	5.6 x 10-4	3.3
asam metanoat	1.6 x 10-4	3.8
asam etanoat	1.7 x 10-5	4.8
hidrogen sulfida	8.9 x 10-8	7.1

Dengan catatan bahwa asam yang lebih lemah, memiliki harga pK_a yang lebih besar. Sekarang sangat mudah untuk melihat bahwa kecenderungan mengarah pada asam yang lebih lemah seiring dengan menurunya posisi asam pada tabel.

ngatlah:

·         Harga pK_a lebih rendah, asam lebih kuat.

·         Harga pK_a lebih tinggi, asam lebih lemah.