MATERI KIMIA ANALIT

33
Asam dan Basa Water 1. Bagaimana struktur molekul air , kaitannya dengan sifat f isik dan kimianya? 2. Apakah ikatan hidr ogen itu? 3. Apa yang dimaksud dg asam dan basa? 4. Apa yg dimaksud dg pH, dan kaitannya dengan sifat sir? 5. Apa yang dimaksud dengan kurva titrasi? 6. Apa yg dimaksud dg buffer, dan mengapa perlu?

Transcript of MATERI KIMIA ANALIT

Page 1: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 1/33

Asam dan Basa

Water1. Bagaimana struktur molekulair, kaitannya dengan sifat fisik 

dan kimianya?

2. Apakah ikatan hidrogen itu?

3. Apa yang dimaksud dg asam

dan basa?

4. Apa yg dimaksud dg pH, dan

kaitannya dengan sifat sir?

5. Apa yang dimaksud dengan

kurva titrasi?

6. Apa yg dimaksud dg buffer,

dan mengapa perlu?

Page 2: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 2/33

Ionisasi Air 

• Air netral cenderung untuk mengion

H2O H+ + OH-

• Proton bebas bergabung dengan satu

molekul air membentuk ion hydronium 

H3O+ 

Page 3: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 3/33

Lompatan ProtonProton yang besar dan mobolitas hidroksida

• H3O+ : 362.4 x 10-5 cm2•V-1•s-1

•  Na+: 51.9 x 10-5 cm2•V-1•s-1 

• Ion Hydronium berpindah; melompat 1012 per 

detik 

Page 4: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 4/33

Bentuk Kesetimbangan

• Dinyatakan dg:

dengan K konstanta disosiasi

• Jika konsentrasi [H2O] tetap, maka:

K w 

= [H+][OH-] 

K =

[H+] [OH-]

[H2O]

OH  H O H 2

Page 5: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 5/33

K w 

K w 

= [H+][OH-] 

• dengan K w 

konstanta ionisasi air 

• Untuk air murni, konstanta ionisasinya

10-14 M2 pada 25ºC

• Untuk air murni

[H+] = [OH-] = (K w )1/2 = 10-7 M 

Page 6: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 6/33

Acids and bases 

• Untuk air murni (netral)

[H+] = [OH-] = (K w )1/2 = 10-7 M 

• Asam, jika [H+] > 10-7 M

• Basa, jika [H+] < 10-7 M

Page 7: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 7/33

Acids and Bases

Definisi Asam Basa :

• Asam adalah senyawa yg dpt memberikan proton.• Basa adalah senyawa yg menerima proton.

HA + H2O H3O+

+ A-

/OH-

 Acid Base Conjugate ConjugateAcid

Or 

HA A- + H+

Acid Conjugate ConjugateBase Acid

Page 8: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 8/33

Acids and Bases

Definisi Asam Basa Lewis:

• Dengan pertimbangan bahwa yang bergerak di dalamatom adalah elektron, maka Lewis mendefinisikan

asam dan basa yang lebih modern

• “definisi asam basa Lewis” : cara modern

untukmendefinisikan asam dan basa

• Asam: electron acceptor.

• Basa: electron donor. 

Page 9: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 9/33

Dalam reaksi kesetimbangan, perubahan konsentrasi

[H+] akan meningkatkan rasio HA dan A-.

Dengan menambah H+ , A- akan dikonsumsi

membentuk HA.

Begitu juga jika terjadi peningkatan konsentrasi [A-],

kelebihan H+ juga akan dikonsumsi dan konsentrasi

[H+] tidak akan berubah. 

AHHA

Page 10: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 10/33

Kekuatan asam ditentukan oleh konstanta disosiasi 

Pada konsentrasi molar  

untuk: HA + H2O H3O+ + A- 

• reactants products

HA H3O+ 

A- H2O

Pengukuran afinitas relatif proton untuk masing-masing

 pasangan conjugate asam basa. 

Rasionya:

Page 11: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 11/33

Bagaimana dengan air 

konsentrasi H2O relatif tidak banyak berubah pada larutan asam

encer.

Bagaimana dengan konsentrasi H2O? 

Ingat definisi konsentrasi: Mole per liter 

1 mole H2O = 18 g = 18 ml

1000 g/liter 

 M 

mol  g 

 g 5.55

/18

1000

Page 12: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 12/33

][

]][[][ 2

 HA

 A H O H  K  K a

Sekarang kita indekskan a pada K, sehingga menjadiK a 

Asam lemah (K<1)

Asam Kuat (K>1)

Asam kuat terurai sempurna: mengubah semua protonnya

H2O membentuk H3O+

HA H+ + A- 

Page 13: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 13/33

Asam lemah 

Asam lemah tidak terurai sempurna: reaksi

yang terbentuk adalah reaksi kesetimbangan:

Jika DITAMBAHKAN H+

, kesetimbangan bergeser ke kiri membentuk HA yang lebih

 banyak dengan menggunakan A- yang ada.

Page 14: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 14/33

Disosiasi H2O 

OH  H O H 2

Air juga terurai atau terdisosiasi [H2O] = 55.5 

][

]][[

2O H 

OH  H  K 

214 M10]][[

OH  H  Kw

Tetapan inonisasi air  

Page 15: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 15/33

Since there is equal amounts of [H+] and [OH-] 

M10x1][][ 7

OH  H 

This is neutral

At [H+] above this concentration the solution is ACIDIC

At [H+] below this concentration the solution is BASIC 

9101][

x H 

2101][

x H 

Page 16: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 16/33

 

[H+] pH

10-7 = 7

10-3 = 3

10-2

= 2

10-10 = 10

5x10-4 = 3.3

7x10-6 = 5.15

3.3x10-8 = 7.48 

 pH = -Log[H+] 

Page 17: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 17/33

Relationship between pH and [H+] / [OH-] concentration

Page 18: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 18/33

Henderson - Hasselbalch equation

][]][[

 HA A H  K 

From

][

][][

 A

 HA K  H Rearrange

Take (-)Log of each

][

][loglog

 HA

 A K  pH 

][

][log

HA

 A pK  pH 

Page 19: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 19/33

Above and below this range there is insufficientamount of conjugate acid or base to combine with

the base or acid to prevent the change in pH. 

[HA]

][Alog pK  pH

-

110

101 fromvariesratio

]HA[][A

Buffers

Page 20: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 20/33

For weak acids

HA A- + H+ 

This equilibrium depends on concentrations of each component.

If [HA] = [A-] or 1/2 dissociated 

Then

By definition the pK is the pH where [HA] = [A-] 

: pH = pK  

Page 21: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 21/33

Page 22: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 22/33

Buffers

A buffer can resist pH changes if the pH is at or near a its pK.

Buffer range: the pH range where maximum resistance to pH

change occurs when adding acid or base. It is = +1 pH fromthe weak acid pK 

If pK is 4.8 the buffering range is 3.8 to 5.8

Why? 

Page 23: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 23/33

The buffer effect can be seen in a titration curve.

To a weak acid salt, CH3C00-, add HC1 while monitoring pH vs. the

number of equivalents of acid added.or 

do the opposite with base.

Buffer capacity: the molar amount of acid which the buffer can handle

without significant changes in pH. 

i.e 

1 liter of a .01 M buffer can not buffer 1 liter of a 1 M solution of HCl but

1 liter of a 1 M buffer can buffer 1 liter of a .01 M solution of HCl

Page 24: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 24/33

Distribution curves for acetate and acetic acid

Page 25: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 25/33

Tit ti f h h t

Page 26: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 26/33

Titration curve for phosphate

Page 27: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 27/33

Page 28: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 28/33

Blood Buffering System

• Bicarbonate most significant buffer 

• Formed from gaseous CO2

CO2 + H2O H2CO3 H2CO3 H+ + HCO3

-

•  Normal value blood pH 7.4

• Deviations from normal pH value lead toacidosis

Page 29: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 29/33

Henderson - Hasselbalch type problems:

You may be asked the pH, pK, the ratio of acid or base or solve for 

the final concentrations of each.

[HA]

][Alog pK  pH

-

Th 6 t h

Page 30: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 30/33

The 6 step approach 

1. Write the Henderson + Hasselbalch equation.

2. Write the acid base equation

3. Make sure either an H+ or OH- is in the equation.

3. Find out what you are solving for 

4. Write down all given values.

5. Set up equilibrium conditions.

6. Plug in H + H equation and solve.

What is the pH of a solution of that contains 0 1M

Page 31: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 31/33

What is the pH of a solution of that contains 0.1M

CH3COO- and 0.9 M CH3COOH? 

1) pH = pK + Log [A-]

[HA]

2) CH3COOH CH3COO- + H+

3) Find pH

4) pK = 4.76 A- = 0.1 M HA = 0.9 M

5) Already at equilibrium

6) X = 4.76 + Log 0.1

0.9

Log 0.111 = -.95 X = 4.76 + (-.95) X = 3.81 

What would the concentration of CH C00- be at pH 5 3

Page 32: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 32/33

What would the concentration of CH3C00 be at pH 5.3

if 0.1M CH3C00H was adjusted to that pH.

1) pH = pK + Log [A-]

[HA]

2) CH3C00H CH3C00- + H+ 

3) Find equilibrium value of [A-] i.e [CH3C00-]

4) pH = 5.3; pK = 4.76

5) Let X = amount of CH3C00H dissociated at equilibrium

[A-] = [X]

[HA] = [0.1 - X]

6) 5.3 = 4.76 + Log [X]

[0.1 - X]

 Now solve. 

Page 33: MATERI  KIMIA ANALIT

7/27/2019 MATERI KIMIA ANALIT

http://slidepdf.com/reader/full/materi-kimia-analit 33/33

End of Chapter 2