ASAM-BASA DAN DERAJAT KEASAMAAN

ASAM-BASA DAN DERAJAT KEASAMAAN

A.    Tujuan

1.      Mengamati perubahan warna beberapa indikator dalam asam dan dalam basa

2.      Menentukan bahan mana yang termasuk asam

3.      Menentukan sifat asam dan basa dari beberapa bahan melalui pengukuran pH.

4.      Menentukan harga pH dari beberapa konsentrasi asam

B.     Dasar Teori

1.      Asam dan Basa

Menurut Arrhenius, 1903, asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidrogen (atau ion hidronium, H₃O⁺) sehingga dapat meningkatkan konsentrasi ion hidronium (H₃O⁺). Basa  adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidroksida sehingga dapat meningkatkan konsentrasi ion hidroksida. Menurut Johannes Nicolaus Bronsted (1879-1947) dan Thomas Martin Lowry (1874-1936), asam yaitu zat yang mendonorkan proton (H⁺) pada zat lain, sedang basa yaitu zat yang dapat menerima proton (H⁺) dari zat lain. Berdasarkan teori ini, reaksi antara gas HCl dan NH₃ dapat dijelaskan sebagai reaksi asam basa, yakni:

HCl(g) + NH₃(g) →NH₄Cl(s)

Simbol (g) dan (s) menyatakan zat berwujud gas dan padat. Hidrogen khlorida mendonorkan proton pada amonia dan berperan sebagai asam. Bila zat tertentu lebih mudah melepas proton, zat ini akan berperan sebagai asam dan lawannya sebagai basa. Sebaliknya, bila zuatu zat lebih mudah menerima proton, zat ini akan berperan sebagai basa  (Astuti, 2013).

Sifat asam diantaranya terasa masam, terionisasi menghasilkan ion H⁺, memiliki rentang pH sebesar 0-6,9 dan memerahkan lakmus biru. Sedangkan basa sendiri senyawa yang bila dilarutkan ke dalam air menghasilkan ion OH^-. Sifat sifat nya diantaranya ialah terasa pahit dan licin, terionisasi ion OH^-, memiliki rentang pH 7,1-14 dan membirukan lakmus merah. Indicator asam basa adalah zat-zat warna yang mampu menunjukkan asam dan basa. Misalnya lakmus merah dan lakmus biru. Lakmus merah jika dimasukkan dalam larutan dan tidak berubah warna maka larutan tersebut termasuk larutan asam. Sedangkan lakmus biru bila dimasukkan dalam larutan dan tidak berubah warna, maka larutan tersebut termasuk larutan basa. Untuk menentukan larutan itu netral, maka lakmus merah dan biru bersamaan dimasukkan dalam sebuah larutan dan tidak menunjukkan perubahan warna kertas lakmus. Ada pula alat yang dapat mengukur pH sebuah larutan dengan menggunakan indicator pH atau indicator universal atau pula pH-meter (Nurwi, 2014).

2.      Kekuatan Asam dan Basa

Pada dasarnya skala/tingkat keasaman suatu larutan bergantung pada konsentrasi ion H+ dalam larutan. Makin besar konsentrasi ion H+ makin asam larutan tersebut. Umumnya konsentrasi ion H+ sangat kecil.

a.       Derajat keasaman (pH) 

Untuk air murni pada temperatur 25 °C : [H⁺] = [OH-] = 10-7 mol/L, sehingga pH air murni = – log 10-7 = 7. Jika pH = 7, maka  larutan bersifat netral. Jika pH < 7, maka larutan bersifat asam. Jika pH > 7, maka larutan bersifat basa. Pada temperatur kamar : pKw = pH + pOH = 14

b.      Asam Kuat 

Disebut asam kuat karena zat terlarut dalam larutan ini mengion seluruhnya (α = 1). Untuk menyatakan derajat  keasamannya, dapat ditentukan langsung dari konsentrasi asamnya dengan melihat valensinya.

c.       Asam Lemah 

Disebut asam lemah karena zat terlarut dalam larutan ini tidak mengion seluruhnya, α ≠ 1, (0 < α < 1). Penentuan besarnya derajat keasaman tidak dapat ditentukan langsung dari konsentrasi asam lemahnya (seperti halnya asam kuat). [H⁺] = , M_a adalah konsentrasi asam lemah, K_a adalah tetapan ionisasi asam lemah

d.      Basa Kuat

Disebut basa kuat karena zat terlarut dalam larutan ini mengion seluruhnya (α = 1). Pada penentuan derajat keasaman dari larutan basa terlebih dulu dihitung nilai pOH dari konsentrasi basanya.

e.       Basa lemah 

Disebut basa lemah karena zat terlarut dalam larutan ini tidak mengion seluruhnya,    α  ≠ 1, (0 <  α < 1). Penentuan besarnya konsentrasi OH^- tidak dapat ditentukan langsung dari konsentrasi basa lemahnya (seperti halnya basa kuat), akan tetapi harus dihitung dengan menggunakan rumus: [OH^-] =  Ma adalah konsentrasi basa lemah, K_b adalah tetapan ionisasi basa lemah (Astuti, 2013).

Indikator universal adalah gabungan dari beberapa indikator. Larutan indikator universal yang biasa digunakan dalam laboratorium terdiri dari metal merah (trayek : 4,2-6,3), fenolftalein (trayek : 8,3-10,0). Indikator-indikator itu memberi warna yang berbeda bergantung pada pH larutan.

Asam kuat adalah asam yang terionisasi 100% dalam larutan. Pada tiap saat, sebenarnya 100% hidrogen klorida akan bereaksi untuk menghasilkan ion hidroksonium dan ion klorida. Hidrogen klorida digambarkan sebagai asam kuat. Asam kuat lain yang biasa diperoleh adalah asam sulfat dan asam nitrat. Asam hidroklorida adalah asam kuat – terionisasi 100%. Tiap mol HCl bereaksi dengan air untuk menghasilkan 1 mol ion hidrogen dan 1 mol ion klorida (Anonimous, 2012).

C.    Alat dan Bahan

1.      Asam-Basa

a.       Alat:

1)      Pipet tetes

2)      Plat tetes

b.      Bahan

1)      Kertas indikator universal

2)      Fenolftalen

3)      Metil merah

4)      Larutan HCl 0,1 M

5)      Larutan H2SO4 0,1 M

6)      CH3COOH 0,1 M

7)      Air Jaruk nipis

8)      Air Jeruk manis

9)      Air Nanas

10)  Larutan NaOH 0,1 M

11)  Larutan KOH 0,1 M

12)  Larutan sabun

13)  Deterjen

14)  Sampo

2.      Derajat Keasamaan

a.       Alat:

1)      Gelas beker

2)      Pepet tetes

3)      Plat tetes

b.      Bahan

1)      Larutan HCl 0,1 M

2)      Larutan HCl 0,01 M

3)      Larutan HCl 0,001 M

4)      Larutan CH3COOH 0,1 M

5)      Larutan CH3COOH 0,01 M

6)      Larutan CH3COOH 0,01 M

D.    Langkah Kerja

1.      Asam-Basa

a.       Disiapkan plat tetes dan tentukan serta tandai berisan pertama, kedua, ketiga, keempat, lalu masukan larutan berturut-turut ke dalam lubang sebagai berikut:

1)      Di barisan pertama 2 tetes HCl 0,1 M, H2SO4 0,1 M dan CH3COOH 0,1 M.

2)      Di barisan kedua 2 tetes air jeruk nipis, jeruk manis, nanas

3)      Di barisan ketiga 2 tetes NaOH 0,1 M dan KOH 0,1 M.

4)      Di barisan keempat 2 tetes larutan sabun, deterjen dan sampo.

5)      Lalu pada masing-masing lubang dicelupkan kertas indikator universal dan diamati perubahan warna yang terjadi.

b.      Dilakukan langkah a di atas tetapi pada masing-masing lubang tersebut ditetesi larutan fenolptalein.

c.       Dilakukan langkah b di atas tetapi pada masing-masing lubang tersebut ditetesi larutan metil merah.

2.      Derajat Keasamaan

a.       Disiapkan plat tetes dan tentukan serta tandai lubang dengan masing-masing nama bahannya. Diisi masing-masing lubang tersebut beberapa tetes sebagai berikut

1)      Lubang pertama larutan HCl 0,1 M

2)      Lubang kedua larutan HCl 0,01 M

3)      Lubang ketiga larutan HCl 0,001 M

4)      Lubang keempat larutan CH3COOH 0,1 M

5)      Lubang kelima larutan CH3COOH 0,01 M

6)      Lubang keenam larutan CH3COOH 0,001 M

b.      Pada masing-masing lubang, dimasukan sepotong kecil kertas indikator universal amati warna apakah yang terjadi pada kertas indikator, lalu bandingkan dengan warna yang tertata pada kemasan kertas tersebut dan tentukan pH dari larutan tersebut.

c.       Dicatat hasil pengamtan dalam tabel yang telah disediakan, hitung pula secara teoritis menggunakan rumus.

d.      Disiapkan plat tetes dan tentukan serta tandai lubang dengan masing-masing nama bahannya. Diisi masing-masing lubang tersebut beberapa tetes sebagai berikut

1)      Larutan NaHCO3 0,1 M

2)      Larutan Na2CO3 0,1 M

3)      Larutan NH4Cl 0,1 M

4)      Larutan CaCl2 0,1 M

5)      Larutan CH3COONa 0,1 M

6)      Larutan CH3COOH 0,1 M

7)      Larutan MgCl2 0,1 M

8)      Larutan Hcl 0,1 M

9)      Larutan NaOH 0,1 M

E.     Hasil Pengamatan

1.      Asam-Basa

Larutan	Warna kertas lakmus		pH
	Merah	Biru
HCl	√	-	1
H2SO4	√	-	2
CH3COOH	√	-	4
Jaruk nipis	√	-	2
Jeruk manis	√	-	4
Nanas	√	-	4
NaOH	-	√	14
KOH	-	√	11
Sabun	-	√	8
Deterjen	-	√	11
Sampo	-	√	8

larutan	Perubahan
	Fenolptalein	Metil Merah
HCl	Bening	Biru
H2SO4	Bening	Biru
CH3COOH	Bening	Ungu
Jaruk nipis	Bening	Ungu pekat
Jeruk manis	Bening	Orange pekat sekali
Nanas	Bening	Orange pekat
NaOH	Ungu	Orange
KOH	Ungu	Orange
Sabun	Bening	Merah
Detergen	Ungu	Orange
Sampo	Bening	Merah

2.      Derajat Keasamaan

a.       Nilai pH dari HCl dan CH3COOH

no	Larutan	Warna	pH	[H+]	Ket
1	HCl 0,1 M	Merah pekat	1	10-1 m	Asam kuat
2	HCl 0,01 M	Merah	2	10-2 m	Asam kuat
3	HCl 0,001 M	Hijau	6	10-3 m	Asam lemah
4	CH3COOH 0,1 M	Orange	3	6,86 x 10-4 m	Asam kuat
5	CH3COOH 0,01 M	Kuning	4	2,18 x 10-4 m	Asam lemah
6	CH3COOH 0,001 M	Kuning	5	6,85 10-4 m	Asam lemah

b.      Nilai pH dari beberapa zat

No	Isi cawan	Warna	Nilai pH	Konsentrasi [H+/OH-]	Ket
1	NaHCO3 0,1 M	Biru-hijau	9	10-5	Basa
2	Na2CO3 0,1 M	Biru	12	10-2	Basa
3	NH4Cl 0,1 M	Kuning	4	10-4	Asam
4	CaCl 0,1 M	Kuning	4	10-10	Asam
5	CH3COONa 0,1 M	Biru	10	10-4	Basa
6	CH3COOH 0,1 M	Kuning	5	10-9	Asam
7	MgCl 0,1 M	Kuning	5	10-9	Asam
8	HCl 0,1 M	Kuning	4	10-10	Asam
9	NaOH 0,1 M	Biru	11	10-3	Basa

Perhitungan

a.       Nilai pH

1)      Larutan HCl 0,1 M

HCl → H⁺ + Cl^-

[H⁺] = x . Ma

= 1 . 0,1

= 0,1

pH = -log [H⁺]

= -log [10^-1]

= 1-log 1

= 1-0 = 1

2)      Larutan HCl 0,01 M

HCl → H⁺ + Cl^-

[H⁺] = x . Ma

= 1 . 10^-2

= 10^-2

pH = -log [H⁺]

= -log [10^-2]

= 2-log 1

= 2-0 = 2

3)      Larutan HCl 0,001 M

HCl → H⁺ + Cl^-

[H⁺] = x . Ma

= 1 . 10^-3

= 10^-3

pH = -log [H⁺]

= -log [10^-3]

= 3-log 1

= 3-0 = 3

4)      Larutan CH3COOH 0,1 M

CH3COOH → CH3COO^- + H⁺

[H⁺] =

=

=

=  

= 6,85 x 10^-4

pH = -log [H⁺]

= -log 6,85 x 10^-4

= 4 - log 6,85

= 4 – log 0,83

= 3,17

5)      Larutan CH3COOH 0,01 M

CH3COOH → CH3COO^- + H⁺

[H⁺] =

=

=

=  

= 2,18 x 10^-4

pH = -log [H⁺]

= -log 2,18 x 10^-4

= 4 - log 2,18

= 4 – log 0,34

= 3,66

6)      Larutan CH3COOH 0,001 M

CH3COOH → CH3COO^- + H⁺

[H⁺] =

=

=

=  

= 6,85 x 10^-5

pH = -log [H⁺]

= -log 6,85 x 10^-5

= 5 ­- log 6,85

= 5 - log 0,83

= 3,17

b.      Nilai pH dari beberapa zat

1)      pH = 9

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 9 = 5

[OH^-] = 10^-5

2)      pH = 12

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 12 = 2

[OH^-] = 10^-2

3)      pH = 4

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 4 = 10

[H^-] = 10^-10

4)      pH = 4

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 4 = 10

[OH^-] = 10^-10

5)      pH = 10

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 10 = 4

[OH^-] = 10^-4

6)      pH = 5

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 4 = 9

[OH^-] = 10^-9

7)      pH = 5

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 5 = 9

[OH^-] = 10^-9

8)      pH = 4

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 4 = 10

[OH^-] = 10^-10

9)      pH = 11

pH = 14 – pOH

pOH = 14 – 11 = 3

[OH^-] = 10^-3

F.     Pembahasan

Pada praktikum kali ini dilakukan dua percobaan, yaitu asam basa dan derajat keasamaan. Untuk asam basa bertujuan mengamati perubahan warna pada indikator dalam larutan asam dan basa, dengan itu, maka dapat diketahui bahan mana yang termasuk asam. Sementara, pada derajat keasamaan, yaitu dilakukan mencari nilai pH serta konsentrasi larutan asam. Adapun kertas indikator untuk menentukan mana asam dan basa serta nilai pH-nya.

Pada percobaan pertama, dilakukan tiga pengamatan. Pertama, setelah masing-masing larutan di masukan pada plat tetes, dan dicelupkan kertas indikator, dapat terlihat perubahan warna kertas menjadi merah, perubahan merah tersebut menandakan bahwa larutan bersifat asam. Larutan tersebut di antaranya, HCl, H2SO4, CH3COOH, Jaruk Nipis, jeruk manis, dan nanas. Sementara, untuk yang bersifat basa diketahui pada perubahan warna kertas lakmus menjadi biru. Larutan tersebut ialah, NaOH, KOH, sabun, detergen, sampo.

Kedua, di mana larutan dalam plat tetes tersebut ditetesi indikator fenolftalein, dan metil merah. Setelah ditetesi indikator PP, tidak terjadi perubahan warna kecuali pada larutan NaOH, KOH dan detergen. Perubahan tersebut berubah menjadi ungu, hal tersebut menendakan larutannya bersifat basa. Sementara, basa yang lainnya, sabun dan sampo tidak berubah warna, hal tersebut karena pH kedua bahan itu pH-nya lebih rendah daripada yang berubah.

Ketiga, dilakukan penetesan pada metil merah. Dari pengamatan, larutan yang bersifat asam terjadi perubahan warna menjadi biru.  Adapun biru pekat terjadi pada air jeruk nipis dan nanas. Hal tersebut karena mendekati treyek dari metil merah itu, yaitu 4,2-6,2. Sementara laurutan basa berubah menjadi warna orange dan merah.

Pada pecobaan kedua yaitu tengang derajat keasamaan, dilakukan untuk mencari nilai pH serta konsentrasi larutan asam. Adapun kertas indikator untuk menentukan mana asam dan basa serta nilai pH. Pengamatan tersebut dilakukan pula oleh kertas indikator universal. Setelah diculupkan, terjadi perubahan warna, dan perubahan warna tersebut bisa diketahui pH-nya dengan mencocokan warna pada kemasan kertas indikator yang telah terdapat nilai pH-nya. adapun larutan yang dipakai yaitu HCl dan CH3COOHm di mana kedua larutan tersebut berbeda molaritasnya. Untuk HCl 0,1 M, berubah menjadi merah pekat dan pH-nya 1. HCl 0,01 M, berubah menjadi merah dan pH-nya 2. HCl 0,001 M, berubah menjadi hijau dan pH-nya 6. Dari konsentrasi yang berbeda, dapat diketahui asam kuat dan asam lemahnya. Yaitu pada larutan HCl 0,1 M dan HCl 0,01 M merupakan larutan yang besifat asam kuat. Sementara HCl 0,001 M bersifat asam lemah. Hal tersebut karena molaritas asam lemah lebih rendah daripada asam kuat. Yaitu pH-nya 6 atau mendekati normal.

Sementara, pada larutan CH3COOH 0,1 M berubah warna menjadi orange dan pH-nya 3. CH3COOH 0,01 M berubah warna menjadi kuning dan pH-nya 4. CH3COOH 0,001 M berubah warna menjadi kuning dan pH-nya 5. Di mana pada CH3COOH 0,1 M merupakan asam kuat, yaitu pH-nya 3. Jadi, semakin besar molaritasnya makan sifat keasamaannya pun semakin kuat.

Untuk mencari konsentrasi dilakukan dengan perhitungan rumus. Untuk asam kuat menggunakan rumus [H⁺] = x . Ma dan untuk asam lemah menggunakan rumus [H⁺] = . setelah dihitung dihasil dihasilkan konsentrasinya, untuk HCl 0,1 M adalah 10^-1 m, HCl 0,01 M adalah 10^-2 m, HCl 0,001 M adalah 10^-3 m. Dan pada CH3COOH 0,1 adalah 6,85 x 10^-4 m, CH3COOH 0,01 adalah 2,18 x 10^-4 m, CH3COOH 0,001 adalah 6,85 x 10^-4 m.

Pada percobaan kedua pada derajat keasamaan, larutan yang bersifat asam ialah NH4Cl 0,1 M, CaCl 0,1 M, CH3COOH 0,1 M, MgCl2 0,1 M. dan untuk larutan basa adalah NAHCO3 0,1 M, Na2CO3 0,1 M, CH3COONa 0,1 M, dan NaOH 0,1 M. pada asam perubahan warna yang terjadi adalah menjadi kuning, sementara pada basa berubah menjadi biru.

G.    Kesimpulan

Dari praktikum di atas dapat disimpulkan:

1.      Larutan HCl, H2SO4, CH3COOH, air jaruk nipis, jeruk manis dan nanas, setelah dicelupkan kertas indikator berubah menjadi merah. Sementara NaOH, KOH, sabu, detergen, sampo berubah menjadi warna biru.

2.      Larutan yang bersifat asam adalah HCl, H2SO4, CH3COOH, air jaruk nipis, jeruk manis dan nanas. Dan yang bersifat basa adalah NaOH, KOH, sabu, detergen, sampo.

3.      Larutan HCl 0,1 M dan HCl 0,01 bersifat asam kuat dengan pH 1 dan 2. HCl 0,001 bersifat asam lemah dengan pH-nya 6. CH3COOH 0,1 M bersifat asam kuat dengan pH 3, dan CH2COOH 0,01 dan CH3COOH 0,001 M bersifat asam lemah dengan pH 4 dan 5.

4.      Larutan yang bersifat asam ialah NH4Cl 0,1 M pH-nya 4, CaCl 0,1 M pH-nya 4, CH3COOH 0,1 M pH-nya 5, MgCl2 0,1 M pH-nya 5. dan untuk larutan basa adalah NAHCO3 0,1 M pH-nya 9, Na2CO3 0,1 M pH-nya 12, CH3COONa 0,1 M pH-nya10, dan NaOH 0,1 M pH-nya 11.

Referensi:

Nurwi, Febri. 2014. “Praktikum Kimia Pengujian Asam dan Basa.” [online] tersedia:

http://febrinuryadi.blogspot.com/2014/01/pratikum-kimia-pengujian-sifat-asam-dan.html diakses pada 5 Mei 2014

Astuti. 2013. “Laporan Praktikum tentang Asam dan Basa.” [online] tersedia:

http://astutieyuly.wordpress.com/2013/02/05/laporan-tentang-praktikum-kimia-asam-dan-basa/ diakses pada 5 Mei 2014

Anonimous. 2012. “Laporan Kimia tentang pH indikator.” [online] tersedia: http://shyraalthafunisa.blogspot.com/2012/05/laporan-kimia-tentang-ph-indikator.html diakses pada 5 Mei 2014