Cara Menghitung pH Garam Amfiprotik

Materi: kimia
Soal-soal tentang perhitungan pH garam di banyak buku kimia SMA biasanya hanya melibatkan garam-garam normal, garam amfiprotik jarang dibahas. Sementara pada soal-soal seleksi masuk perguruan tinggi negeri soal tentang perhitungan pH garam amfiprotik kerap muncul. Garam amfiprotik adalah garam yang terdiri dari ion positif basa kuat dengan ion negatif yang masih mengandung proton (H) dari asam lemah. Garam amfiprotik ini anionnya dapat berperan sebagai asam maupun sebagai basa ketika bereaksi dengan air, karena pada anionnya masih terdapat atom H. Contoh garam amfiprotik:

NaH₂PO₄ (dari Na⁺ + H₃PO₄ → NaH₂PO₄ + H⁺)
Na₂HPO₄ (dari 2Na⁺ + H₃PO₄ → Na₂HPO₄ + 2H⁺)
KHS (dari K⁺ + H₂S → KHS + H⁺)
NaHCO₃ (dari Na⁺ + H₂CO₃ → NaHCO₃ + H⁺)

Untuk garam amfiprotik seperti (NaH₂PO₄, NaHCO₃, KHS yaitu garam amfiprotik dengan anion dari asam poliprotik yang melepaskan 1 H⁺) rumus perhitungan [H⁺] menggunakan rumus berikut.

[H⁺] =$\sqrt{K_{a1} . K_{a2}\times \dfrac{[G]}{[G]+K_{a1}}}$

Jika [G] ⋙ K_a1 maka [G] + K_a1 ≈ [G], rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi

[H⁺] =$\sqrt{K_{a1} . K_{a2}}$

Jika [G] ⋙ K_a1 ini dapat diartikan konsentrasi tidak memengaruhi besarnya pH larutan garam.

Keterangan:
$K_{a1}$ = tetapan ionisasi pertama dari asam lemah
$K_{a2}$ = tetapan ionisasi kedua dari asam lemah
$K_{a3}$ = tetapan ionisasi ketiga dari asam lemah
[G] = konsentrasi garam
[H⁺] = konsentrasi ion H⁺

Untuk garam seperti Na₂HPO₄ yaitu garam amfiprotik dengan anion dari asam poliprotik yang telah melepaskan 2 H⁺) rumus perhitungan [H⁺] menggunakan rumus berikut.

[H⁺] =$\sqrt{K_{a2} . K_{a3}\times \dfrac{[G]}{[G]+K_{a2}}}$

Jika [G] ⋙ K_a2 maka [G] + K_a2 ≈ [G] rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi

[H⁺] =$\sqrt{K_{a2} . K_{a3}}$

Jika [G] ⋙ K_a2 ini dapat diartikan konsentrasi tidak memengaruhi besarnya pH larutan garam.

Referensi selengkapnya dapat di baca di sini atau di buku ini.

Bagaimana jika pada garam tersebut tidak mengandung H (proton), berarti ini bukan garam amfiprotik, ini garam biasa, silakan menggunakan rumus garam terhidrolisis seperti biasanya.

Soal #1:
Jika 0,84 gram NaHCO₃ (M_r = 84) dilarutkan di dalam 10 mL air, kemudian 1 mL larutan tersebut diambil dan diencerkan dengan air hingga 100 mL, maka pH larutan setelah pengenceran adalah ... (Diketahui K_a1 H₂CO₃ = 10^–6; K_a2 H₂CO₃ = 10^–11)

Pembahasan Soal #1:
Jumlah NaHCO₃ = $\dfrac{0,84~g}{84~g/mol}= 0,01~mol$
[NaHCO₃] awal = $\dfrac{0,01~mol}{0,01~L} = 1~M$
[NaHCO₃] akhir = $\dfrac{1~mmol}{100~mL} = 0,01~M$

[H⁺] =$\sqrt{K_{a1} . K_{a2}\times \dfrac{[G]}{[G]+K_{a1}}}$
Karena [NaHCO₃] akhir >> K_a1 H₂CO₃ maka dapat digunakan rumus:
[H⁺] =$\sqrt{K_{a1} . K_{a2}}$ atau pH = ½ (pK_a1 + pK_a2)
pH = ½ (6 + 11) = ½ . 17 = 8,5.

Soal #2:
Jika 27,2 gram KH₂PO₄ (M_r = 136) dilarutkan ke dalam 500 mL air, pH larutan yang terjadi adalah... (Diketahui K_a1 H₃PO₄ = 10^–3; K_a2 H₃PO₄ = 10^–8; K_a3 H₃PO₄ = 10^–13)

Pembahasan Soal #2:
Jumlah KH₂PO₄ = $\dfrac{27,2~g}{136~g/mol}= 0,2~mol$
[KH₂PO₄] = $\dfrac{0,2~mol}{0,5~L} = 0,4~M$

Tampak bahwa [KH₂PO₄] > K_a1maka perhitungan dapat menggunakan rumus berikut.
[H⁺] =$\sqrt{K_{a1} . K_{a2}}$
[H⁺] =$\sqrt{10^{-3} . 10^{-8}}$
[H⁺] =$\sqrt{10^{-11} }$
[H⁺] =$10^{-5,5}$
pH = – log [H⁺]
pH = – log 10^–5,5
pH = 5,5

atau dapat diselesaikan dengan cara berikut.
pH = ½ (pK_a1 + pK_a2)
pH = ½ (3 + 8 )
pH = ½ (11)
pH = 5,5

Soal #3
Hitunglah pH larutan NaH₂PO₄0,001 M (jika H₃PO₄ memiliki nilai pK_a1 = 2,15; pK_a2= 7,20; pK_a3= 12,35).

Pembahasan Soal #3:
Tampak bahwa [NaH₂PO₄] > K_a1maka perhitungan [H⁺] menggunakan rumus berikut.
[H⁺] =$\sqrt{K_{a1} . K_{a2} \times \dfrac{[G]}{[G]+K_{a1}}}$
[H⁺] =$\sqrt{10^{-2.15} . 10^{-7,20} \times \dfrac{10^{-3}}{10^{-3}+10^{-2,15}}}$
[H⁺] =$\sqrt{\dfrac{10^{-12,35}}{0,00808} }$
[H⁺] =$0,00000744$
pH = – log [H⁺]
pH = – log 0,00000744
pH = 5,13

Demikian.

Cara Menghitung pH Garam Amfiprotik

Tidak ada komentar:

Posting Komentar