Kimia Sekolah — Kelas 1 sampai 12 · Grades 1–12

44Asam dan Basa: Ka dan pKa

Banyak semut mempertahankan diri dengan asam metanoat, yang terasa membakar di kulit. Asam metanoat adalah asam karboksilat yang kecil. Asam klorida dengan konsentrasi yang sama akan membakar jauh lebih hebat. Keduanya asam; keduanya menghasilkan larutan dengan pH di bawah 7; tetapi keduanya tidak bersifat asam dengan cara yang sama. Untuk menggambarkan sebuah asam secara lengkap, diperlukan dua bilangan: berapa banyak asam itu, yaitu konsentrasinya, dan seberapa mudah asam itu melepaskan ion hidrogennya, yaitu tetapan keasamannya.

Yang sudah kamu ketahui

Larutan asam, basa, dan netral; skala pH, dari 0 sampai 14, yang makin rendah jika ion hidrogennya makin banyak (Bab 18). Kuosien reaksi $Q$ dan tetapan kesetimbangan $K$ (Bab 43). Panah lengkung memperlihatkan perpindahan sepasang elektron (Bab 40).

Semut kayu: seperti banyak semut lain, semut ini mempertahankan diri dengan asam metanoat.

44.1 Asam dan basa Brønsted

Definisi 44.1 (Asam dan basa Brønsted, pasangan asam–basa)

Yang disebut asam Brønsted adalah spesies yang mampu memberikan ion hidrogen $\ce{H+}$ ; basa Brønsted adalah spesies yang mampu menerimanya. Sebuah asam HA dan basa $\ce{A-}$ yang terbentuk ketika asam itu kehilangan $\ce{H+}$ membentuk sebuah pasangan asam–basa, yang ditulis $\ce{HA}$ / $\ce{A-}$ : $\ce{HA} \rightleftharpoons \ce{A-} + \ce{H+}$ .

Definisi 44.2 (Ion oksonium, amfolit)

Di dalam air, ion hidrogen tidak pernah sendirian: ion itu diambil oleh sebuah molekul air, sehingga terbentuk ion oksonium $\ce{H3O+}$ . Spesies yang merupakan asam dari satu pasangan dan basa dari pasangan lain disebut amfolit; air adalah salah satunya, asam dari pasangan $\ce{H2O}$ / $\ce{OH-}$ dan basa dari pasangan $\ce{H3O+}$ / $\ce{H2O}$ .

Contoh 44.3 (Asam di dalam air)

Ketika asam etanoat larut, sepasang elektron bebas sebuah molekul air mengambil hidrogen dari $\ce{O-H}$ -nya, dan pasangan elektron $\ce{O-H}$ tetap pada oksigen asam itu:

\ce{CH3COOH + H2O <=> CH3COO- + H3O+} .

Dua pasangan bertukar ion hidrogen: $\ce{CH3COOH}$ / $\ce{CH3COO-}$ memberikannya, $\ce{H3O+}$ / $\ce{H2O}$ menerimanya. Mulai sekarang, ion hidrogen pada bab-bab sebelumnya ditulis $\ce{H3O+}$ setiap kali air menjadi pelarutnya.

Ion hidrogen berpindah dari asam ke air: sepasang elektron bebas air membentuk ikatan O-H yang baru (jingga), dan pasangan elektron O-H yang lama tetap pada oksigen ion etanoat (biru). — Ion hidrogen berpindah dari asam ke air: sepasang elektron bebas air membentuk ikatan $\ce{O-H}$ yang baru (jingga), dan pasangan elektron $\ce{O-H}$ yang lama tetap pada oksigen ion etanoat (biru).

Sejarah — Dari Arrhenius ke Brønsted, 1887–1923

Pada tahun 1887 Svante Arrhenius mengusulkan bahwa asam menghasilkan ion hidrogen di dalam air dan basa menghasilkan ion hidroksida. Pada tahun 1923 Johannes Brønsted, dan secara terpisah Thomas Lowry, memperluas gagasan itu: asam adalah spesies apa pun yang memberikan ion hidrogen, basa adalah spesies apa pun yang menerimanya, di dalam air atau tidak. Molekul amonia, yang tidak mengandung hidroksida, menjadi basa seperti basa lainnya.

44.2 pH secara kuantitatif

Definisi 44.4 (pH secara tepat)

Dalam larutan berair yang encer, pH didefinisikan oleh

\mathrm{pH} = -\log\frac{[\ce{H3O+}]}{c^\circ}, \qquad\text{yaitu}\qquad [\ce{H3O+}] = c^\circ \times 10^{-\mathrm{pH}} ,

dengan $\log$ logaritma desimal.

Proposisi 44.5 (Pengenceran sepuluh kali, satu satuan)

Jika $[\ce{H3O+}]$ dibagi 10, pH naik 1; jika dikalikan 10, pH turun 1.

Bukti. $-\log\big([\ce{H3O+}]/10c^\circ\big) = -\log\big([\ce{H3O+}]/c^\circ\big) + \log 10 = \mathrm{pH} + 1$ . ∎

Definisi 44.6 (Asam dan basa kuat dan lemah)

Yang disebut asam kuat adalah asam yang bereaksi tuntas dengan air: tidak ada asam yang tetap dalam bentuk semula di dalam larutan. Yang disebut asam lemah adalah asam yang bereaksi sebagian: reaksinya dengan air mencapai kesetimbangan. Demikian pula, basa kuat bereaksi tuntas dengan air, basa lemah bereaksi sebagian.

Proposisi 44.7 (pH asam kuat)

Larutan asam kuat berkonsentrasi $c$ (yang tidak terlalu encer) memiliki $[\ce{H3O+}] = c$ dan $\mathrm{pH} = -\log(c/c^\circ)$ .

Bukti. Reaksi $\ce{HA + H2O -> A- + H3O+}$ berlangsung tuntas: setiap molekul asam menghasilkan satu ion oksonium. Ion-ion yang berasal dari air sendiri dapat diabaikan selama $c$ jauh lebih besar daripada $10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . ∎

Contoh 44.8 (Asam klorida)

Asam klorida $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : $[\ce{H3O+}] = 0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dan $\mathrm{pH} = -\log 0.010 = 2.0$ . Setelah diencerkan sepuluh kali, pH 3.0.

44.3 Air dan hasil kali ionnya

Definisi 44.9 (Hasil kali ion air)

Air bereaksi sangat sedikit dengan dirinya sendiri, $\ce{2H2O <=> H3O+ + OH-}$ . Tetapan kesetimbangan reaksi ini disebut hasil kali ion air:

K_e = \frac{[\ce{H3O+}]\,[\ce{OH-}]}{(c^\circ)^2}, \qquad pK_e = -\log K_e .

Proposisi 44.10 (Air netral dan basa kuat)

Pada $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ , $K_e = 1.0 \times 10^{-14}$ dan $pK_e = 14.0$ . Dalam air murni, $[\ce{H3O+}] = [\ce{OH-}] = 1.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : pH 7.0. Basa kuat berkonsentrasi $c$ menghasilkan $[\ce{OH-}] = c$ , sehingga $[\ce{H3O+}] = K_e (c^\circ)^2 / c$ dan $\mathrm{pH} = 14.0 + \log(c/c^\circ)$ .

Bukti. Dalam air murni, kedua ion terbentuk berpasangan, sehingga jumlahnya sama, dan hasil kalinya $1.0 \times 10^{-14}$ : masing-masing $1.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . Untuk basa, $K_e$ tetap berlaku dalam larutan: $-\log([\ce{H3O+}]/c^\circ) = -\log K_e + \log(c/c^\circ)$ . ∎

Contoh 44.11 (Natrium hidroksida)

Natrium hidroksida $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : $[\ce{OH-}] = 0.010$ , jadi $[\ce{H3O+}] = 1.0 \times 10^{-14}/0.010 = 1.0 \times 10^{-12}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dan pH 12.0.

44.4 Tetapan keasaman

Definisi 44.12 (Tetapan keasaman, $pK_a$ )

Yang disebut tetapan keasaman $K_a$ sebuah pasangan $\ce{HA}$ / $\ce{A-}$ adalah tetapan kesetimbangan reaksi asam itu dengan air, $\ce{HA + H2O <=> A- + H3O+}$ :

K_a = \frac{[\ce{A-}]\,[\ce{H3O+}]}{[\ce{HA}]\,c^\circ} .

Nilai pKa pasangan itu adalah $pK_a = -\log K_a$ .

Proposisi 44.13 (Makin kecil $pK_a$ , makin kuat asamnya)

Dari dua asam lemah dengan konsentrasi yang sama, asam dengan $K_a$ yang lebih besar, yaitu $pK_a$ yang lebih kecil, lebih banyak bereaksi dengan air dan memberikan pH yang lebih rendah; basa konjugatnya lebih lemah.

Bukti. $K_a$ yang lebih besar berarti lebih banyak $\ce{A-}$ dan $\ce{H3O+}$ pada kesetimbangan untuk $\ce{HA}$ yang sama. Basa $\ce{A-}$ dari pasangan yang mudah melepaskan ion hidrogennya enggan menerimanya kembali. ∎

Beberapa pasangan yang ditempatkan menurut pK_a-nya pada 25\, C, asam di kiri, basanya di kanan. Makin rendah letak sebuah pasangan pada skala, makin kuat asamnya; makin tinggi, makin kuat basanya. — Beberapa pasangan yang ditempatkan menurut $pK_a$ -nya pada $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ , asam di kiri, basanya di kanan. Makin rendah letak sebuah pasangan pada skala, makin kuat asamnya; makin tinggi, makin kuat basanya.

Metode 44.14 (pH asam lemah)

Untuk asam lemah berkonsentrasi $c$ dengan tetapan $K_a$ :

Tuliskan tabel kemajuan $\ce{HA + H2O <=> A- + H3O+}$ per liter, dengan $x = [\ce{H3O+}]$ : $[\ce{HA}] = c - x$ , $[\ce{A-}] = x$ (ion-ion air sendiri diabaikan).
Selesaikan $\dfrac{x^2}{(c - x)\,c^\circ} = K_a$ , yaitu persamaan kuadrat $x^2 + K_a c^\circ x - K_a c^\circ c = 0$ , dengan mempertahankan akar positifnya.
$\mathrm{pH} = -\log(x/c^\circ)$ ; periksalah bahwa $x$ jauh lebih besar daripada $10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

Contoh 44.15 (Asam etanoat $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ )

$pK_a = 4.76$ , jadi $K_a = 10^{-4.76} = 1.74 \times 10^{-5}$ . Lalu $x^2 + 1.74 \times 10^{-5}\,x - 1.74 \times 10^{-7} = 0$ memberikan $x = 4.1 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dan pH 3.39. Hanya $4.1 \times 10^{-4}/0.010 = 4.1\,\%$ asam yang telah bereaksi dengan air; asam klorida dengan konsentrasi yang sama, pH 2.0, telah bereaksi seluruhnya.

Apa yang terjadi pada asam kuat dan asam lemah dengan konsentrasi yang sama: asam kuat seluruhnya berubah menjadi ion, asam lemah hampir tidak. Itulah sebab perbedaan pH-nya, 2.0 dibandingkan 3.4.

Keselamatan

Asam metanoat pekat mudah menyala, menyebabkan luka bakar parah pada kulit dan mata, dan uapnya beracun. Asam ini hanya ditangani oleh guru, di dalam lemari asam; larutan encer dalam latihan tetap memerlukan kacamata pelindung.

44.5 Latihan

Latihan 44.1 ★

Berikan basa konjugat dari: $\ce{HCOOH}$ , $\ce{NH4+}$ , $\ce{H2O}$ , $\ce{HCO3-}$ ; dan asam konjugat dari: $\ce{NH3}$ , $\ce{OH-}$ , $\ce{H2O}$ , $\ce{HCO3-}$ . Spesies mana yang merupakan amfolit?

Solusi

Solusi Latihan 44.1.

Basa konjugat: $\ce{HCOO-}$ , $\ce{NH3}$ , $\ce{OH-}$ , $\ce{CO3^{2-}}$ . Asam konjugat: $\ce{NH4+}$ , $\ce{H2O}$ , $\ce{H3O+}$ , $\ce{CO2,H2O}$ . Amfolit: $\ce{H2O}$ dan $\ce{HCO3-}$ .

Latihan 44.2 ★

Hitung pH asam klorida $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , $0.0010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , dan $5.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

Solusi

Solusi Latihan 44.2.

pH 1.0; 3.0; $-\log(5.0 \times 10^{-3}) = 2.30$ .

Latihan 44.3 ★

Sebuah larutan memiliki pH 4.5. Hitung $[\ce{H3O+}]$ . Sebuah larutan memiliki pH 11.2: hitung $[\ce{H3O+}]$ dan $[\ce{OH-}]$ pada $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ .

Solusi

Solusi Latihan 44.3.

$10^{-4.5} = 3.2 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . Pada pH 11.2: $[\ce{H3O+}] = 6.3 \times 10^{-12}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dan $[\ce{OH-}] = 1.0 \times 10^{-14}/6.3 \times 10^{-12} = 1.6 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

Latihan 44.4 ★

Tuliskan reaksi dengan air dan ungkapan $K_a$ untuk asam metanoat dan untuk ion amonium.

Solusi

Solusi Latihan 44.4.

$\ce{HCOOH + H2O <=> HCOO- + H3O+}$ , $K_a = \dfrac{[\ce{HCOO-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HCOOH}]\,c^\circ}$ ; $\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}$ , $K_a = \dfrac{[\ce{NH3}][\ce{H3O+}]}{[\ce{NH4+}]\,c^\circ}$ .

Latihan 44.5 ★

Manakah asam yang lebih kuat: asam metanoat ( $pK_a = 3.74$ ) atau asam etanoat ( $pK_a = 4.76$ )? Manakah basa yang lebih kuat: $\ce{HCOO-}$ atau $\ce{CH3COO-}$ ?

Solusi

Solusi Latihan 44.5.

Asam metanoat ( $pK_a$ lebih kecil). Basa yang lebih kuat adalah $\ce{CH3COO-}$ , basa dari asam yang lebih lemah.

Latihan 44.6 ★★

Larutan asam lemah HA $0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ memiliki pH 3.0. Hitung $[\ce{A-}]$ , $[\ce{HA}]$ , lalu $K_a$ dan $pK_a$ .

Solusi

Solusi Latihan 44.6.

$[\ce{A-}] = [\ce{H3O+}] = 1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $[\ce{HA}] = 0.050 - 0.001 = 0.049\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $K_a = 1.0 \times 10^{-6}/0.049 = 2.0 \times 10^{-5}$ ; $pK_a = 4.69$ .

Latihan 44.7 ★★

Hitung pH asam benzoat $0.020\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ( $pK_a = 4.20$ ).

Solusi

Solusi Latihan 44.7.

$K_a = 6.31 \times 10^{-5}$ ; $x^2 + 6.31 \times 10^{-5}\,x - 1.26 \times 10^{-6} = 0$ memberikan $x = 1.09 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : pH 2.96.

Latihan 44.8 ★★

Hitung pH larutan natrium hidroksida $2.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

Solusi

Solusi Latihan 44.8.

$\mathrm{pH} = 14.0 + \log(2.0 \times 10^{-3}) = 14.0 - 2.70 = 11.3$ .

Latihan 44.9 ★★

Dengan skala $pK_a$ , urutkan asam-asam dari pasangan yang diperlihatkan, dari yang terkuat sampai yang terlemah. Di mana letak asam kuat seperti $\ce{HCl}$ ?

Solusi

Solusi Latihan 44.9.

$\ce{HF}$ , $\ce{HCOOH}$ , asam askorbat, $\ce{C6H5COOH}$ , $\ce{CH3COOH}$ , $\ce{CO2,H2O}$ , $\ce{NH4+}$ , $\ce{HCO3-}$ . Asam kuat terletak jauh di bawah, melewati ujung skala: asam itu bereaksi tuntas dengan air.

Latihan 44.10 ★★

Karbon dioksida yang terlarut dalam air membuatnya sedikit asam (pasangan $\ce{CO2,H2O}$ / $\ce{HCO3-}$ , $pK_a = 6.37$ ). Sebuah sampel air hujan yang bersentuhan dengan udara ternyata memiliki pH 5.6. Hitung $[\ce{H3O+}]$ , lalu bandingkan dengan air murni.

Solusi

Solusi Latihan 44.10.

$[\ce{H3O+}] = 10^{-5.6} = 2.5 \times 10^{-6}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , 25 kali lebih banyak daripada dalam air murni ( $1.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ).

Latihan 44.11 ★★

Tunjukkan bahwa untuk pasangan $\ce{NH4+}$ / $\ce{NH3}$ , $pK_a = pK_e - pK_b$ , dengan $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ tetapan reaksi $\ce{NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}$ . Hitung $pK_a$ -nya.

Solusi

Solusi Latihan 44.11.

$K_a K_b = \dfrac{[\ce{NH3}][\ce{H3O+}]}{[\ce{NH4+}]c^\circ} \times \dfrac{[\ce{NH4+}][\ce{OH-}]}{[\ce{NH3}]c^\circ} = K_e$ , jadi $pK_a = pK_e - pK_b = 14.0 - 4.74 = 9.26$ .

Latihan 44.12 ★★★

Asam etanoat $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ memiliki pH 3.39. Hitung pH-nya setelah diencerkan sepuluh kali. Apakah pH itu naik satu satuan, seperti pada asam kuat? Jelaskan.

Solusi

Solusi Latihan 44.12.

Pada $0.0010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : $x^2 + 1.74 \times 10^{-5}\,x - 1.74 \times 10^{-8} = 0$ , $x = 1.24 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , pH 3.91: naik 0.52, bukan 1. Jika diencerkan, asam lemah bereaksi dengan air dalam proporsi yang lebih besar (di sini $12\,\%$ dibandingkan $4\,\%$ ), yang sebagian mengimbangi pengenceran itu.

Latihan 44.13 ★★★

Ion hidrogenkarbonat adalah amfolit. Tuliskan kedua reaksinya dengan air beserta tetapannya, dengan memakai skala $pK_a$ . Manakah yang lebih besar? Apa yang ditunjukkan hal itu tentang pH larutan natrium hidrogenkarbonat?

Solusi

Solusi Latihan 44.13.

Sebagai asam: $\ce{HCO3- + H2O <=> CO3^{2-} + H3O+}$ , $K = 10^{-10.33}$ . Sebagai basa: $\ce{HCO3- + H2O <=> H2CO3 + OH-}$ ( $\ce{H2CO3}$ mewakili $\ce{CO2,H2O}$ ), $K = K_e/K_a = 10^{-14.0+6.37} = 10^{-7.63}$ . Reaksi basa memiliki tetapan yang lebih besar: larutannya sedikit basa.

Latihan 44.14 ★★★

Asam klorida $1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ diencerkan seribu kali, lalu seribu kali lagi. Sebuah aturan yang ceroboh memberikan pH 6, lalu pH 9. Mengapa pH 9 tidak mungkin bagi asam yang diencerkan? pH berapa yang didekati larutan yang sangat encer itu?

Solusi

Solusi Latihan 44.14.

Asam, seberapa pun encernya, tidak dapat membuat larutan menjadi basa. Ketika ion oksonium dari asam itu sendiri menjadi lebih sedikit daripada $1 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ yang diberikan air, ion-ion air menjadi dominan: pH mendekati 7 dari bawah dan tidak pernah melewatinya.

Latihan 44.15 ★★★

Asam askorbat (vitamin C, $pK_a = 4.04$ , $M = 176.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ): sebutir tablet $500\,\mathrm{mg}$ dilarutkan dalam $200\,\mathrm{mL}$ air. Hitung pH-nya (perhitungkan hanya keasaman pertamanya).

Solusi

Solusi Latihan 44.15.

$n = 0.500 / 176.0 = 2.84 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ , $c = 0.0142\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $K_a = 9.12 \times 10^{-5}$ ; $x^2 + 9.12 \times 10^{-5}\,x - 1.30 \times 10^{-6} = 0$ memberikan $x = 1.09 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : pH 2.96.

44.6 Soal: Bisa Semut

Soal 44.1

Soal akhir pekan — berapa pH yang dihasilkan asam metanoat bisa semut pada 0.010 mol/L, dan bagaimana soda kue meredakan rasa terbakarnya?

Asam metanoat, $\ce{HCOOH}$ , terdapat dalam bisa semut. $pK_a$ -nya pada $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ adalah 3.74. Kita mempelajari larutan $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dan membandingkannya dengan asam klorida.

Bagian I — Asamnya.

Gambarlah struktur Lewis asam metanoat dan lingkarilah hidrogen yang dilepaskannya.
Tuliskan pasangannya dan reaksinya dengan air.
Tuliskan $K_a$ dan hitung nilainya.
Tempatkan pasangan itu pada skala $pK_a$ : apakah asam metanoat lebih kuat atau lebih lemah daripada asam etanoat?
Hitung massa asam metanoat dalam $1.0\,\mathrm{L}$ larutan itu.

Bagian II — pH-nya.

Isilah tabel kemajuan per liter, dengan $x = [\ce{H3O+}]$ .
Tuliskan persamaan $Q_{eq} = K_a$ .
Selesaikan persamaan itu.
Hitung pH-nya.
Berapa bagian asam yang telah bereaksi dengan air?
Periksalah bahwa ion-ion yang berasal dari air dapat diabaikan.

Bagian III — Perbandingan.

Berapa pH asam klorida $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ?
Berapa kali lebih banyak ion oksonium yang dikandungnya dibandingkan larutan asam metanoat?
Jelaskan perbedaannya, dengan memakai kata kuat dan lemah.

Bagian IV — Soda kue.

Soda kue adalah natrium hidrogenkarbonat. Tuliskan reaksi antara asam metanoat dan ion hidrogenkarbonat (reaksi itu menghasilkan metanoat dan $\ce{CO2,H2O}$ ).
Tunjukkan bahwa tetapannya adalah $K = K_a(\ce{HCOOH}) / K_a(\ce{CO2,H2O})$ , lalu hitung nilainya.
Apakah reaksi itu menguntungkan? Gas apa yang terlihat?
Mengapa basa yang jauh lebih lemah daripada hidroksida, seperti hidrogenkarbonat, lebih disukai untuk kulit?
Nyatakan jawaban akhirnya: berapa pH larutan asam metanoat $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ?

Solusi

Solusi Soal 44.1.

1. $\ce{H-C(=O)-O-H}$ : hidrogen yang dilepaskan adalah hidrogen $\ce{O-H}$ .

2. $\ce{HCOOH}$ / $\ce{HCOO-}$ ; $\ce{HCOOH + H2O <=> HCOO- + H3O+}$ .

3. $K_a = \dfrac{[\ce{HCOO-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HCOOH}]c^\circ} = 10^{-3.74} = 1.82 \times 10^{-4}$ .

4. Di bawah asam etanoat ( $3.74 < 4.76$ ): lebih kuat.

5. $M = 46.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ : $0.010 \times 46.0 = 0.46\,\mathrm{g}$ .

6. $\ce{HCOOH}$ : $0.010 - x$ ; $\ce{HCOO-}$ : $x$ ; $\ce{H3O+}$ : $x$ .

7. $\dfrac{x^2}{0.010 - x} = 1.82 \times 10^{-4}$ .

8. $x^2 + 1.82 \times 10^{-4}\,x - 1.82 \times 10^{-6} = 0$ : $x = 1.26 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

9. $\mathrm{pH} = -\log(1.26 \times 10^{-3}) = 2.90$ .

10. $1.26 \times 10^{-3}/0.010 = 12.6\,\%$ .

11. $1.26 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ lebih dari sepuluh ribu kali $1 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ : ion-ion air sendiri dapat diabaikan.

12. pH 2.0.

13. $0.010 / 1.26 \times 10^{-3} \approx 8$ kali lebih banyak.

14. Asam klorida adalah asam kuat, yang seluruhnya berubah menjadi ion; asam metanoat adalah asam lemah: reaksinya dengan air berhenti pada kesetimbangan, dengan sebagian besar asam tetap sebagai $\ce{HCOOH}$ .

15. $\ce{HCOOH + HCO3- -> HCOO- + CO2 + H2O}$ .

16. Dengan mengalikan pembilang dan penyebut

K = \frac{[\ce{HCOO-}]\,[\ce{CO2}]}{[\ce{HCOOH}]\,[\ce{HCO3-}]}

dengan $[\ce{H3O+}]$ , diperoleh $K = K_a(\ce{HCOOH}) / K_a(\ce{CO2,H2O}) = 1.82 \times 10^{-4}/4.3 \times 10^{-7} \approx 420$ .

17. Ya, $K \gg 1$ ; karbon dioksida keluar sebagai gelembung.

18. Hidroksida adalah basa kuat dan akan menyerang kulit sendiri; hidrogenkarbonat adalah basa lemah yang menetralkan asam dan tetap lembut walaupun berlebih.

19. pH 2.9.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 852 istilah di glosarium