Tugas Terjemahan 15.4 Buku Raymond change

15.4 Kekuatan Dari Asam dan Basa

Asam kuat adalah elektrolit kuat yang, untuk tujuan praktis, diasumsikan terionisasi sepenuhnya dalam air (Gambar 15.3). Sebagian besar asam kuat adalah asam anorganik: asam klorida (HCl), asam nitrat (HNO₃), asam perklorat (HClO₄), dan asam sulfat (H₂SO₄):

Perhatikan bahwa H₂SO₄ adalah asam diprotik, kami hanya menampilkan di tahap pertama ionisasi di sini. Pada kesetimbangan, larutan asam kuat tidak akan mengandung molekul asam terionisasi.

Sebagian besar asam adalah asam lemah, yang hanya terionisasi hingga batas tertentu dalam air . Pada kesetimbangan , larutan asam lemah encer dalam campuran tidak terionisasi molekul asam , ion H₃O⁺, dan basa konjugasi. Contoh asam lemah adalah asam fluorida (HF), asam asetat (CH₃COOH), dan ion amonium (NH₄⁺). Ionisasi terbatas dari asam lemah terkait dengan konstanta kesetimbangan untuk ionisasi, yang akan kita pelajari pada bagian berikutnya.

Seperti asam kuat, basa kuat adalah elektrolit kuat yang terionisasi sepenuhnya dalam air. Hidroksida logam alkali dan logam alkali tanah tertentu adalah basa kuat. Semua hidroksida logam alkali larut. Dari hidroksida alkali tanah, Be(OH)₂ dan Mg(OH)₂ tidak larut; Ca(OH)₂ dan Sr(OH)₂ sedikit larut; dan Ba(OH)₂ dapat larut. Beberapa contoh dari basa kuat adalah.

Secara tegas, hidroksida logam ini bukan basa Brønsted karena mereka tidak dapat menerima proton. Namun, ion hidroksida (OH₂) terbentuk ketika mereka mengionisasi adalah basa Brønsted karena dapat menerima proton:

 

Jadi, ketika kita menyebut NaOH atau hidroksida logam lain sebagai basa, kita sebenarnya mengacu pada spesies OH^- yang berasal dari hidroksida.

Basa lemah, seperti asam lemah, adalah elektrolit lemah. Amonia adalah basa lemah. Ia terionisasi sampai batas yang sangat terbatas dalam air:

Perhatikan bahwa, tidak seperti asam, NH₃ tidak menyumbangkan proton ke air. Sebaliknya, NH₃ berperilaku sebagai basis dengan menerima proton dari air untuk membentuk ion NH₄+ dan OH-. Tabel 15.2 mencantumkan beberapa pasangan asam-basa konjugasi yang penting, sesuai dengan perbandingan relatifnya. Pasangan asam-basa konjugasi memiliki sifat-sifat berikut :

1.        Jika asam kuat, basa konjugasinya tidak memiliki kekuatan terukur. Jadi, ion Cl^-, yang merupakan basa konjugat dari HCl asam kuat adalah basa yang sangat lemah.

2.        H₃O⁺ adalah asam terkuat yang bisa ada dalam larutan berair. Asam yang lebih kuat dari H₃O⁺ bereaksi dengan air untuk menghasilkan H₃O⁺ dan basa konjugasinya. Jadi, HCl , yang merupakan asam kuat dari H₃O⁺, bereaksi dengan air sepenuhnya untuk membentuk H₃O⁺ dan Cl^-:

3.       Ion OH^- adalah basa terkuat yang bisa ada dalam larutan berair. Basa yang lebih kuat dari OH^- bereaksi dengan air untuk menghasilkan OH^- dan asam konjugasinya.

Sebagai contoh ion oksida (O₂₂) adalah basa yang lebih kuat dari OH^-, sehingga bereaksi dengan air sepenuhnya sebagai berikut:

 

Untuk alasan ini ion oksida tidak ada dalam larutan berair.

Contoh 15.6

menunjukkan perhitungan pH untuk larutan yang mengandung asam kuat
dan solusi dari basis yang kuat.

Hitung pH untuk:

(a) larutan HCl 0,001 M dan

(b) larutan 0,020 M Ba ( OH)₂

Strategi Perlu diingat bahwa HCl adalah asam kuat dan Ba(OH)₂ adalah basa kuat. Dengan demikian, spesies ini terionisasi sepenuhnya dan tidak ada HCl atau Ba(OH)₂ yang tersisa dalam larutan.

Solusi (a) Ionisasi HCl adalah

Konsentrasi semua spesies ( HCl , H⁺, dan Cl^-) sebelum dan sesudah ionisasi dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Perubahan positif (+) menunjukkan peningkatan dan perubahan negatif (-) menunjukkan penurunan konsentrasi. Dengan demikian :

b) Ba(OH)₂ adalah basis yang kuat; setiap unit Ba(OH)₂ menghasilkan dua ion OH-:

Perubahan konsentrasi semua spesies dapat digambarkan sebagai berikut:

Periksa : Perhatikan bahwa di kedua (a) dan (b) kita telah mengabaikan kontribusi dari autoionization  air untuk [H⁺] dan [OH^-] karena 1,0 3 1027 M adalah sangat kecil dibandingkan dengan 1,0 3 1023 M dan 0,040 M.

Jika kita mengetahui kekuatan relatif dari dua asam, kita dapat memprediksi posisi kesetimbangan antara salah satu asam dan basa konjugat dari yang lain, seperti yang diilustrasikan pada Contoh 15.7.

Contoh 15.7

Memprediksi arah reaksi berikut dalam larutan berair:

Strategi: Masalahnya adalah untuk menentukan apakah, pada kesetimbangan, reaksi akan bergeser ke kanan, mendukung HCN dan NO₂^- , atau ke kiri, mendukung HNO₂ dan CN^-. Yang mana dari keduanya adalah asam yang lebih kuat dan karenanya donor proton yang lebih kuat: HNO₂ atau HCN? Yang mana dari keduanya adalah basis yang lebih kuat dan karenanya akseptor proton yang lebih kuat: CN^- atau NO₂^-? Ingat bahwa semakin kuat asam, semakin lemah basa konjugasinya.

Larutan dalam Tabel 15.2 kita melihat bahwa HNO₂ adalah asam yang lebih kuat daripada HCN. Jadi, CN^- adalah basa yang lebih kuat daripada NO₂^-. Reaksi bersih akan berlanjut dari kiri ke kanan seperti yang tertulis karena HNO₂ adalah donor proton yang lebih baik daripada HCN (dan CN^- adalah akseptor proton yang lebih baik daripada NO₂ ^-).

Review Konsep

a.         Daftar dalam urutan penurunan konsentrasi semua ion dan molekul
spesies dalam larutan asam berikut: ( i ) HNO₃ dan (ii) HF.

b.        Daftar dalam urutan penurunan konsentrasi semua ionik dan molekuler
spesies dalam larutan basa berikut: ( i ) NH₃ dan (ii) KOH.