--- title: "Asam dan Basa: Ka dan pKa" book: "Kimia Sekolah — Kelas 1 sampai 12" subject: chemistry language: id chapter: 44 exercises: 15 source: https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/44-asam-dan-basa-ka-dan-pka license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)" --- # Bab 44 — Asam dan Basa: Ka dan pKa Banyak semut mempertahankan diri dengan asam metanoat, yang terasa membakar di kulit. Asam metanoat adalah [asam karboksilat](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) yang kecil. Asam klorida dengan konsentrasi yang sama akan membakar jauh lebih hebat. Keduanya asam; keduanya menghasilkan larutan dengan [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogennya, yaitu [tetapan keasamannya](#def-g12-ka-and-pka-ka). **Yang sudah kamu ketahui.** [Larutan asam](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-acidic), basa, dan netral; skala [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), dari 0 sampai 14, yang makin rendah jika [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogennya makin banyak ([Bab 18](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#ch-g9-acids-bases-ph)). [Kuosien reaksi](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/43-kesetimbangan-kimia-kuosien-dan-tetapan#def-g12-equilibrium-quotient) $Q$ dan [tetapan kesetimbangan](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/43-kesetimbangan-kimia-kuosien-dan-tetapan#def-g12-equilibrium-constant) $K$ ([Bab 43](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/43-kesetimbangan-kimia-kuosien-dan-tetapan#ch-g12-equilibrium)). [Panah lengkung](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/40-mekanisme-reaksi-panah-lengkung#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) memperlihatkan perpindahan sepasang [elektron](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/16-di-dalam-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ([Bab 40](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/40-mekanisme-reaksi-panah-lengkung#ch-g12-curly-arrows)). ![Semut kayu: seperti banyak semut lain, semut ini mempertahankan diri dengan asam metanoat.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/img-0622cdc5eea6.jpg) *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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogen tidak pernah sendirian: [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) itu diambil oleh sebuah [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/2-mencampur-dan-melarutkan#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve), sepasang [elektron](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/16-di-dalam-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) bebas sebuah [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) air mengambil hidrogen dari $\ce{O-H}$-nya, dan pasangan [elektron](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/16-di-dalam-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) $\ce{O-H}$ tetap pada oksigen asam itu: $$ \ce{CH3COOH + H2O <=> CH3COO- + H3O+} . $$ Dua pasangan bertukar [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogen: $\ce{CH3COOH}$/$\ce{CH3COO-}$ memberikannya, $\ce{H3O+}$/$\ce{H2O}$ menerimanya. Mulai sekarang, [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogen pada bab-bab sebelumnya ditulis $\ce{H3O+}$ setiap kali air menjadi [pelarutnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/9-larutan-dan-kelarutan#def-g6-solutions-and-solubility-solute). ![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).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-016661e8750a.svg) *[Ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogen berpindah dari asam ke air: sepasang [elektron](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/16-di-dalam-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) bebas air membentuk ikatan $\ce{O-H}$ yang baru (jingga), dan pasangan [elektron](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/16-di-dalam-atom#def-g9-inside-the-atom-nucleus) $\ce{O-H}$ yang lama tetap pada oksigen [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) etanoat (biru).* **Sejarah — Dari Arrhenius ke Brønsted, 1887–1923.** Pada tahun 1887 Svante Arrhenius mengusulkan bahwa asam menghasilkan [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogen di dalam air dan basa menghasilkan [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidroksida. Pada tahun 1923 Johannes Brønsted, dan secara terpisah Thomas Lowry, memperluas gagasan itu: asam adalah spesies apa pun yang memberikan [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogen, basa adalah spesies apa pun yang menerimanya, di dalam air atau tidak. [Molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) amonia, yang tidak mengandung hidroksida, menjadi basa seperti basa lainnya. ![Svante Arrhenius (1859–1927).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/img-6d1cbc935e6b.jpg) *Svante Arrhenius (1859–1927).* ## 44.2 pH secara kuantitatif **Definisi 44.4 (pH secara tepat).** Dalam [larutan berair](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/9-larutan-dan-kelarutan#def-g6-solutions-and-solubility-solute) yang encer, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) naik 1; jika dikalikan 10, [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) asam menghasilkan satu [ion oksonium](#def-g12-ka-and-pka-oxonium). [Ion-ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/43-kesetimbangan-kimia-kuosien-dan-tetapan#def-g12-equilibrium-constant) 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 7.0. [Basa kuat](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 12.0. ## 44.4 Tetapan keasaman **Definisi 44.12 (Tetapan keasaman, pKapK_apKa​).** Yang disebut *tetapan keasaman* $K_a$ sebuah pasangan $\ce{HA}$/$\ce{A-}$ adalah [tetapan kesetimbangan](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/43-kesetimbangan-kimia-kuosien-dan-tetapan#def-g12-equilibrium-constant) 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 pKapK_apKa​, makin kuat asamnya).** Dari dua [asam lemah](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-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.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-4b8cbf19f43b.svg) *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](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) berkonsentrasi $c$ dengan tetapan $K_a$: 1. Tuliskan [tabel kemajuan](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/27-tabel-kemajuan-reaksi#def-g10-reaction-progress-table-extent) $\ce{HA + H2O <=> A- + H3O+}$ per liter, dengan $x = [\ce{H3O+}]$ : $[\ce{HA}] = c - x$ , $[\ce{A-}] = x$ ( [ion-ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) air sendiri diabaikan). 2. 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. 3. $\mathrm{pH} = -\log(x/c^\circ)$ ; periksalah bahwa $x$ jauh lebih besar daripada $10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . **Contoh 44.15 (Asam etanoat 0.010 mol/L0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}0.010mol/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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-1e3f9514ad28.svg) *Apa yang terjadi pada [asam kuat](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) dan [asam lemah](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) dengan konsentrasi yang sama: [asam kuat](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) seluruhnya berubah menjadi [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion), [asam lemah](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) hampir tidak. Itulah sebab perbedaan [pH-nya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph), 2.0 dibandingkan 3.4.* **Keselamatan.** ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-f133bcfe28d0.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-2ebfb929f83d.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-11944cae5055.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-ka-and-pka/fig-b782e593bcff.svg) 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](#def-g12-ka-and-pka-oxonium)? **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](#def-g12-ka-and-pka-oxonium): $\ce{H2O}$ dan $\ce{HCO3-}$. **Latihan 44.2 ★.** Hitung [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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 Latihan 44.2.** [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 1.0; 3.0; $-\log(5.0 \times 10^{-3}) = 2.30$. **Latihan 44.3 ★.** Sebuah larutan memiliki [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 4.5. Hitung $[\ce{H3O+}]$. Sebuah larutan memiliki [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 11.2: hitung $[\ce{H3O+}]$ dan $[\ce{OH-}]$ pada $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. **Solusi Latihan 44.3.** $10^{-4.5} = 3.2 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. Pada [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) amonium. **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 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](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) HA $0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ memiliki [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.0. Hitung $[\ce{A-}]$, $[\ce{HA}]$, lalu $K_a$ dan $pK_a$. **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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) asam benzoat $0.020\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ($pK_a = 4.20$). **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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.96. **Latihan 44.8 ★★.** Hitung [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) larutan natrium hidroksida $2.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. **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](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) seperti $\ce{HCl}$? **Solusi Latihan 44.9.** $\ce{HF}$, $\ce{HCOOH}$, asam askorbat, $\ce{C6H5COOH}$, $\ce{CH3COOH}$, $\ce{CO2,H2O}$, $\ce{NH4+}$, $\ce{HCO3-}$. [Asam kuat](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/4-udara-campuran-gas#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) ternyata memiliki [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 5.6. Hitung $[\ce{H3O+}]$, lalu bandingkan dengan air murni. **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 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.39. Hitung [pH-nya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) setelah diencerkan sepuluh kali. Apakah [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) itu naik satu satuan, seperti pada [asam kuat](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid)? Jelaskan. **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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 3.91: naik 0.52, bukan 1. Jika diencerkan, [asam lemah](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) bereaksi dengan air dalam proporsi yang lebih besar (di sini $12\,\%$ dibandingkan $4\,\%$), yang sebagian mengimbangi [pengenceran](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/26-konsentrasi-dan-pengenceran#def-g10-concentration-and-dilution-dilution) itu. **Latihan 44.13 ★★★.** [Ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogenkarbonat adalah [amfolit](#def-g12-ka-and-pka-oxonium). Tuliskan kedua reaksinya dengan air beserta tetapannya, dengan memakai skala $pK_a$. Manakah yang lebih besar? Apa yang ditunjukkan hal itu tentang [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) larutan natrium hidrogenkarbonat? **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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 6, lalu [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9. Mengapa [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 9 tidak mungkin bagi asam yang diencerkan? [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) berapa yang didekati larutan yang sangat encer itu? **Solusi Latihan 44.14.** Asam, seberapa pun encernya, tidak dapat membuat larutan menjadi basa. Ketika [ion oksonium](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) dari asam itu sendiri menjadi lebih sedikit daripada $1 \times 10^{-7}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ yang diberikan air, [ion-ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) air menjadi dominan: [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) (perhitungkan hanya keasaman pertamanya). **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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-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.** 1. Gambarlah [struktur Lewis](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/24-struktur-lewis-dan-bentuk-molekul#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) asam metanoat dan lingkarilah hidrogen yang dilepaskannya. 2. Tuliskan pasangannya dan reaksinya dengan air. 3. Tuliskan $K_a$ dan hitung nilainya. 4. Tempatkan pasangan itu pada skala $pK_a$ : apakah asam metanoat lebih kuat atau lebih lemah daripada asam etanoat? 5. Hitung massa asam metanoat dalam $1.0\,\mathrm{L}$ larutan itu. **Bagian II — [pH-nya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph).** 6. Isilah [tabel kemajuan](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/27-tabel-kemajuan-reaksi#def-g10-reaction-progress-table-extent) per liter, dengan $x = [\ce{H3O+}]$ . 7. Tuliskan persamaan $Q_{eq} = K_a$ . 8. Selesaikan persamaan itu. 9. Hitung [pH-nya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) . 10. Berapa bagian asam yang telah bereaksi dengan air? 11. Periksalah bahwa [ion-ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) yang berasal dari air dapat diabaikan. **Bagian III — Perbandingan.** 12. Berapa [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) asam klorida $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ? 13. Berapa kali lebih banyak [ion oksonium](#def-g12-ka-and-pka-oxonium) yang dikandungnya dibandingkan larutan asam metanoat? 14. Jelaskan perbedaannya, dengan memakai kata kuat dan lemah. **Bagian IV — Soda kue.** 15. Soda kue adalah natrium hidrogenkarbonat. Tuliskan reaksi antara asam metanoat dan [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) hidrogenkarbonat (reaksi itu menghasilkan metanoat dan $\ce{CO2,H2O}$ ). 16. Tunjukkan bahwa tetapannya adalah $K = K_a(\ce{HCOOH}) / K_a(\ce{CO2,H2O})$ , lalu hitung nilainya. 17. Apakah reaksi itu menguntungkan? Gas apa yang terlihat? 18. Mengapa basa yang jauh lebih lemah daripada hidroksida, seperti hidrogenkarbonat, lebih disukai untuk kulit? 19. Nyatakan jawaban akhirnya: berapa [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) larutan asam metanoat $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ? **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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion) air sendiri dapat diabaikan. **12.** [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.0. **13.** $0.010 / 1.26 \times 10^{-3} \approx 8$ kali lebih banyak. **14.** Asam klorida adalah [asam kuat](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid), yang seluruhnya berubah menjadi [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/17-ion-dan-larutan-ion#def-g9-ions-ion); asam metanoat adalah [asam lemah](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid): 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](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) dan akan menyerang kulit sendiri; hidrogenkarbonat adalah [basa lemah](#def-g12-ka-and-pka-strong-acid) yang menetralkan asam dan tetap lembut walaupun berlebih. **19.** [pH](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/18-asam-basa-dan-ph#def-g9-acids-bases-ph-ph) 2.9.