REAKSI HIDROLISIS

REAKSI HIDROLISIS

HIDROLISIS DAN OKSIDASI LEMAK

Ketengikan disebabkan oleh adanya perubahan yang terjadi dari reaksi dengan oksigen di udara-sehingga disebut ketengikan oksidatif. Off flavour dihasilkan oleh reaksi hidrolisis yang dikatalis oleh enzim-sehingga disebut ketengikan hidrolisis. Reaksi hidrolisis dan efek absorpsi dapat dikurangi dengan penyimpanan dingin, transportasi yang baik, pengemasan yang hati-hati dan sterilisasi sementara ketengikan oksidatif tidak dapat dikurangi dengan merendahkan temperatur ruang penyimpanan.

Pada reaksi hidrolisis akan dihasilkan gliserida dan asam lemak bebas dengan rantai pendek (C4 - C12). Akibat yang ditimbulkan dari reaksi ini adalah terjadinya perubahan bau dan rasa dari minyak atau lemak, yaitu timbulnya rasa tengik (Djatmiko dan Pandjiwidjaja, 1984). Ketengikan oksidasi yang umum dijumpai yaitu reaksi oksidasi pada ikatan rangkap dari asam lemak tidak jenuh. Asam lemak tidak jenuh mempunyai ikatan rangkap yang mempengaruhi reaksi ini menyebabkan lemak menjadi keras dan kental. Peroksida merupakan hasil antara yang biasanya dipakai sebagai ukuran tingkat ketengikan (Kaced, et al., 1984). Ketengikan oksidatif merupakan reaksi autocatalytic dimana laju reaksi meningkat sejalan dengan meningkatnya waktu penyimpanan. Hal ini disebabkan karena adanya hasil oksidasi awal yang dapat mempercepat reaksi oksidasi selanjutnya, dan reaksi ini dikenal sebagai reaksi berantai (Schultz, et.al., 1962).

Ketengikan hirdrolisis disebabkan oleh hidrolisis trigliserida, adanya uap air dan pembebasan asam lemak bebas. Dalam reaksi hidrolisis, lemak dan minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisis mengakibatkan kerusakan lemak dan minyak. Ini terjadi karena terdapat terdapat sejumlah air dalam lemak dan minyak tersebut.

Kerusakan lemak yang utama adalah timbulnya bau dan rasa tengik yang disebut proses ketengikan. Hal ini disebabkan oleh proses otooksidasi radikal asam lemak tidak jenuh dalam minyak. Otooksidasi dimulai dengan pembentukan faktor-faktor yang dapat mempercepat reaksi seperti cahaya, panas, peroksida lemak atau hidroperoksida, logam-logam berat, dan enzim- enzim lipoksidase.

Oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan lemak atau minyak . terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada lemak atau minyak. Reaksi oksidasi lemak akan berlangsung dalam tiga tahap. Pada tahap permulaan terjadi reaksi pembentukan radikal lemak bebas dan pemisahan hidrogen dari lemak yang tidak jenuh. Tahap kedua

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

adalah tahap perkembangan, di mana berlangsung reaksi antara radikal bebas yang terbentuk pada langkah permulaan dengan oksigen dan senyawa organik. Tahap terakhir merupakan tahap penghentian, di mana terjadi pembentukan

senyawa yang tidak lagi merupakan radikal bebas.
Tahap permulaan : RH + O2 -+ R' + 'OOH
Tahap perkembangan : R' + O2 + ROO'
ROO' + RH +ROOH + R'
Tahap penghentian : ROO' + ROO' -+ ROOR + O2
ROO' + R' +ROOR

R '+R 'RR

Pada persamaan di atas RH dapat berupa senyawa organik, antara lain seperti asam lemak tidak jenuh. H bersifat labil karena terletak pada atom karbon yang berdekatan dengan ikatan rangkap. Hasil lain dari oksidasi lemak ini adalah pembentukan aldehid, keton, alkohol, dan ester yang akan memberikan rasa dan bau yang tidak enak atau tengik. Ketengikan dari lemak ini dapat menimbulkan masalah pada proses industri makanan, karena akan mengakibatkan berkurangnya nilai gizi dari makanan tersebut, misalnya akan merusak vitamin A yang terdapat dalam makanan sehingga berakibat negatif pada kesehatan, di samping rasa yang menjadi tidak enak. Untuk mencegah terjadinya ketengikan tersebut, ditambahkan antioksidan yang akan melindungi lemak dari oksidasi. Pada dasarnya antioksidan berfungsi sebagai pemangsa radikal atau yang bisa bereaksi dengan radikal, seperti senyawaan fenolik, BHA, dan BHT. Derivat fenolik sebagai antioksidan dapat memberikan satu atom hidrogen kepada radikal bebas lemak R' , RO' atau ROO' menjadi molekul yang lebih stabil RH, ROH, atau ROOH, sehingga dengan demikian penghentian reaksi rantai oksidasi lemak dapat terjadi.

Pada tahun 1904, Franz Knoop menerangkan bahwa asam lemak itu dipecah melalui oksidasi pada karbon –β. Kemudian pada tahun 1949 Eugene Kennedy dan Lehninger menerangkan bahwa terjadinya oksidasi asam lemak di mitokondria, di mana asam lemak sebelum memasuki mitokondria mengalami aktivasi. adenosin trifosfat (ATP) memacu pembentukan ikatan tioester antara gugus karboksil asam

lemak dengan gugus sulfhidril pada KoA. Reaksi pengaktifan ini berlangsung di luar mitokondria dan dikatalisis oleh enzim asil KoA sintetase tiokinase asam lemak). Paul Berg membuktikan bahwa aktivasi asam lemak terjadi dalam dua tahap. Pertama, asam lemak bereaksi dengan ATP membentuk asil adenilat. Dalam bentuk anhidra campuran ini, gugus karboksilat asam lemak diikatkan dengan gugus fosforil AMP. Dua gugus fosforil lainnya dari ATP dibebaskan sebagai pirofosfat. Gugus sulfhidril dari KoA kemudian bereaksi dengan asila adenilat yang berikatan kuat dengan enzim membentuk asil KoA dan AMP.

R –C

+ ATP

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

R – C – AMP + PPi
Asam lemak
Asil adenilat
R – C – AMP + H- S – KoA

R – C – S – KoA + AMP
Asil KoA
Pengangkutan asam lemak rantai panjang ke dalam matriks mitokondria.

Asam lemak diaktifkan di luar membran mitokondria, proses oksidasi terjadi di dalam matriks mitokondria. Molekul asil KoA rantai panjang tidak dapat melintasi membran mitokondria, sehingga diperlukan suatu mekanisme transport khusus. Asam lemak rantai panjang aktif melintasi membran dalam mitokondria dengan cara mengkonjugasinya dengan karnitin, suatu senyawa yang terbentuk dari lisin. Gugus asil dipindahkan dari atom sulfur pada KoA ke gugus hidroksil pada karnitin dan membentuk asil karnitin. Reaksi ini dikatalisis oleh karnitin transferase I, yang terikat pada membran di luar mitokondria.

R – C – S – KoA + H3C – N – CH2 – C – CH2 – C HS – KoA + H3C – N – CH2
Asil KoA
Karnitin
Asil Karnitin

–C – CH2 – C.

Selanjutnya, asil karnitin melintasi membran dalam mitokondria oleh suatu translokase. Gugus asil dipindahkan lagi ke KoA pada sisi matriks dari membran yang dikatalisis oleh karnitin asil transferase II. Akhirnya karnitin dikembalikan ke sisi sitosol oleh translokase menggantikan masuknya asil karnitin yang masuk. Molekul asil KoA dari sedang dan rantai pendek dapat menembus mitokondria tanpa adanya karnitin. Kelainan pada transferase atau translokase atau defisiensi karnitin dapat menyebabkan gangguan oksidasi asam lemak rantai panjang, Kelainan tersebut diatas ditemukan pada kembar identik yang menderita kejang otot disertai rasa nyeri yang dialami sejak masa kanak-kanak.. Rasa nyeri diperberat oleh puasa, latihan fisik, atau diet tinggi lemak; oksidasi asam lemak adalah proses penghasil energi utama pada ketiga keadaan tersebut. Enzim glikolisis dan glikogenolisis dalam keadaan normal.

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

Asetil KoA, NADH dan FADH2 terbentuk pada setiap satu kali oksidasi

Asil KoA jenuh dipecah melalui urutan empat reaksi yang berulang yaitu: oksidasi oleh flavin adenin dinukleotida ( FAD ), hidrasi oleh NAD dan tiolisis oleh KoA. Rantai asil diperpendek dengan dua atom karbon sebagai hasil dari keepat reaksi tadi dan terjadi pembentukan FADH2, NADH dan asetil KoA. Reaksi pertama pada tiap daur pemecahan adalah oksidasi asil KoA oleh asil KoA dehidrogenase yang menghasilkan satu enoil KoA denganikatan rangkap trans

antara C – 2 dan C – 3.
Asil KoA + E – FAD→ trans - ∆² - Enoil KoA + E – FADH2
Langkah selanjutnya adalah hidrasi ikatan ganda antara C- 2 dan C – 3 oleh enoil

KoA hidratase.

Trans

-∆² - Enoil KoA + H2O↔ L- 3 – hydroksiasil KoA.

Hidrasi enoil KoA membuka jalan bagi reaksi oksidasi kedua, yang mengubah

gugus

hidroksil pada C – 3 menjadi gugus keto dan menghasilkan NADH. Oksidasi ini

dikatalisis oleh L – 3 – hidroksiasil KoA dehidrogenase.

L – 3 – hidroksiasil KoA + NAD↔ 3 – ketoasil KoA + NADH + H+

Langkah akhir adalah pemecahan 3 – ketoasil KoA oleh gugus tiol dari molrkul

KoA

lain, yang akan menghasilkan asetil KoA dan suatu asil KoA rantai karbonnya dua
atom karbon lebih pendek. Reaksi ini dikatalisis oleh β – ketotiolase.
3- ketoasil KoA + HS – KoA↔ asetil KoA + asil KoA.

(karbon- karbon n )

( karbon- karbon n-2 ).

Asil KoA yang memendek selanjutnya mengalami daur oksidasi berikutnya, yang diawali dengan reaksi yang dikatalisis oleh asil KoA dehidrogenase. Rantai asam lemak yang mengandung 12 sampai 18 karbon dioksidasi oleh asil KoA dehidrogenase rantai panjang. Asil KoA dehidrogenase untuk rantai sedang mengoksidasi ranta asam lemak yang memiliki 14 sampai 4 karbon, sedangkan asil KoA dehidrogenase untuk rantai pendek hanya bekerja pada rantai 4 dan 6 karbon. Sebaliknya, β – ketotiolase, hidroksiasil dehidrogenase, dan enoil KoA hidratase memiliki spesifitas yang luas berkenaan dengan panjangnya gugus

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

asil.

Oksidasi sempurna asam palmitat

Kita dapat menghitung energi yang dihasilkan dari oksidasi suatu asam lemak. Pada tiap daur reaksi, asil KoA diperpendek dua karbon dan satu FADH2, NADH dan asetil KoA terbentuk.

Cn – asil KoA + FAD + NAD + H2O + KoA→ Cn-2 – asil KoA + FADH2 + NADH

+ asetil KoA + H

Pemecahan palmitoil KoA ( C16 – asil KoA ) memerlukan tujuh daur reaksi.

Pada daur ketujuh, C4 – ketoasil KoA mengalami tiolisis menjadi dua molekul

asetil KoA. Dengan demikian stoikiometri oksidasi palmitoil KoA menjadi.

Palmitoil KoA + 7 FAD + 7 NAD +7 KoA + & H2O→ 8 asetil KoA + 7 FADH2 + 7

NADH + 7 H

Dua setengah ATP akan terbentuk per NADH yang dioksidasi pada rantai pernafasan, sedangkan 1,5 ATP akan terbentuk untuk tiap FADH2. Jika diingat bahwa oksidasi asetil KoA oleh daur asam sitrat menghasilkan 10 ATP, maka jumlah ATP yang terbentuk pad oksidasi palmitoil KoA adalah 10,5 dari 7 FADH2, 17,5 dari 7

NADH dan 80 dari 8 molekul asetil KoA, sehingga jumlah keseluruhannya adalah 108. Dua ikatan fosfat energi tinggi dipakai untuk mengaktifkan palmitat, saat ATP terpecah menjadi AMP dan 2 Pi. Jadi oksidasi sempurna satu molekul asam palmitat menghasilkan 106 ATP.

Oksidasi asam lemak tak jenuh

Oksidasi asam lemak tak jenuh reaksinya sama seperti reaksi oksidasi asam
lemak jenuh. Hanya diperlukan tambahan dua enzim lagi yaitu isomerase dan
reduktase untuk memecah asam-asam lemak tak jenuh.
Oksidasi asam palmitoleat atau asam lemak C16 yang memiliki ikatan rangkap

antara C- 9 dan C –10 ini diaktifkan dan diangkut melintasi membran dalam mitokondria dengan cara yang sama dengan asam lemak jenuh. Selanjutnya palmitoleil KoA mengalami tiga kali pemecahan dengan enzim-enzim yang sama seperti oksidasi asam lemak jenuh. Enoil KoA – sis - ∆³ yang terbentuk pada ketiga kali jalur oksidasi bukanlah substrat bagi asil KoA dehidrogenase. Adanya ikatan rangkap antara C-3 dan C-4 menghalangi pembentukan ikatan rangkap lainnya antar C – 2 dan C – 3. Kendala ini dapat diatasi oleh suatu reaksi yang mengubah posisi dan konfigurasi dari ikatan rangkap sis - ∆³. Suatu isomerase mengubah ikatan

rangkap ini menjadi ikatan rangkap trans - ∆². Reaksi- reaksi berikutnya mengikuti reaksi oksidasi asam lemak jenuh saat enoil KoA – trans - ∆² merupakan substrat yang reguler.

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

Satu enzim tambahan lagi diperlukan untuk oksidasi asam lemak tak jenuh

jamak .Misalnya asam lemak tak jenuh jamak C18 yaitu linoleat , dengan ikatan

rangkap sis - ∆9 dan sis ∆12. Ikatan rangkap sis - ∆³ yang terbentuk setelah tiga daur oksidasi – β, diubah menjadi ikatan rangkap trans - ∆² oleh isomerase tersebut di atas, seperti pada oksidasi palmitoleat . Ikatan rangkap sis - ∆¹² - linoleat menghadapi masalah baru. Asil KoA yang dihasilkan oleh empat daur oksidasi β mengandung ikatan rangkap rangkap sis - ∆4. dehidrogenase pada spesies ini oleh asil Koa dehidrogenase menghasilkan zat antara 2,4 – dienoil yang bukan substrat bagi enzim berikutnya pada jalur oksidasi β. Kendala ini dapat diatasi oleh 2,4 - dienoil – KoA reduktase, suatu enzim yang menggunakan NADH untuk mereduksi zat antara 2,4 – dienoil menjadi enoil KoA – sis - ∆³. Isomerase tersebut di atas kemudian mengubah enoil KoA – sis -∆³ menjadi bentuk trans, suatu zat antara yang lazim pada oksidasi – β.Jadi ikatan rangkap yang letaknya pada atom C nomer ganjil ditangani oleh isomerase dan ikatan rangkap yang terletak pada atom C nomor genap ditangani oleh reduktase dan isomerase.

Oksidasi asam lemak dengan nomor atom karbon ganjil

Asam lemak yang memiliki jumlah karbon ganjil merupakan spesies jarang. Asam lemak ini dioksidasi dengan cara yang samaseperti oksidasi asam lemak dengan jumlah atom karbon genap, kecuali pada daur akhir degradasi akan terbentuk propionil KoA dan asetil KoA, bukan dua molekul asetil KoA. Unit – tiga karbon aktif pada propionil KoA memasuki daur asam sitrat setelah diubah menjadi suksinil KoA.

UJI INDOL

Tingkat kesegaran udang selain dengan uji organoleptik dapat dilengkapi dengan pengukuran kadar indol secara kimiawi. Kenaikan kadar indol pada penyimpanan dingin udang segar dapat disebabkan oleh aktivitas bakteri E. coli dan Proteus margoni, yaitu akibat proses dekarboksilasi asam amino triptofan oleh jasad renik. Penyimpanan udang dalam ruangan dingin (cool box) pada 4oC selama 12 hari memberikan kadar indol mendekati 25µg/100g (ambang batas mutu udang kelas satu menurut US-FDA). Pada penyimpanan udang beku -20oC tidak terjadi kenaikan kadar indol. Jenis mikroba lain yang dapat berkembang selama penyimpanan udang yaitu Salmonella, Vibrio, dan Listeria, yang merupakan parameter mutu udang yang sangat penting (Edy Primar dan Sunarya, 1989).

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

Asam amino triptofan merupakan komponen asam amino yang lazim terdapat pada protein, sehingga asam amino ini dengan mudah dapat digunakan oleh mikroorganisme akibat penguraian protein. Bakteri menguraikan triptofan membentuk asam piruvat yang kemudian dapat digunakan sebagai sumber energinya. Bakteri tertentu seperti Escherichia coli

mampu menggunakan

triptofan sebagai sumber karbon.

triptofanase

H2O

NH

+

C

H3

C

OCO

O

H

+

triptofan

indol

asam piruvat

NH

indol

+

N(CH3)2

C

H3

N

H

NH

N(CH3)2

C

p-dimetil

amino

benzaldehida

(reagen

kovac)

rosindol

(berwarna

merah)

+

O

H2

NH3

amoniak

NH

CH2CH

NH2

C

O

OH

Gambar 9. Hidrolisis triptofan dan uji indol (Lay, 1994).

Pembentukan indol dari triptofan oleh mikroorganisme dapat diketahui dengan menumbuhkannya dalam media biakan yang kaya dengan triptofan (Lay, 1994). Untuk uji ini biasanya dipakai kaldu tripton (1%) karena medium ini mengandung banyak triptofan. Triptofan biasanya diberikan dalam bentuk tripton yang merupakan suatu polipeptida yang kaya dengan residu triptofan (Lay,1992). Medium untuk uji pembentukan indol dapat digunakan medium tripton cair atau hidrolisat kasein. Penumpukan indol dalam media biakan dapat diketahui dengan penambahan berbagai reagen yaitu reagen Gnezda, reagen Kovacs, reagen Ehrlich, reagen Salkowski, dan reagen Coles dan Onslow. Masing- masing reagen menunjukan hasil yang berbeda jika terbentuk indol. Untuk media biakan semi padat, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya senyawa yang tidak larut dalam air dan berwarna merah pada permukaan medium, sedangkan untuk medium tripton cair juga menghasilkan hasil uji positif terbentuknya indol yang berbeda-beda, yakni tergantung pada jenis reagen yang digunakan. Pada pengujian dengan reagen Gnezda, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya kristal asam oksalat yang berwarna merah

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

muda. Pada pengujian dengan reagen Kovacs, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah pada lapisan larutan reagen. Pada pengujian dengan reagen Erhlich, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah ungu dibawah lapisan eter. Pada pengujian dengan reagen Salkowski, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah pada media, sedangkan Pada pengujian dengan reagen Coles dan Onslow, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah ungu pada kapas penutup tabung reaksi (Waluyo, 2008).

Triptofan merupakan suatu asam amino dengan gugus indol. Bakteri tertentu mampu menghasilkan enzim triptofanase yang mengkatalisis penguraian gugus indol dari triptofan. Dalam media biakan, indol menumpuk sebagai bahan buangan, sedangkan bagian lainnya dari molekul triptofan seperti asam piruvat dapat digunakan sebagai sumber energi melalui siklus asam sitrat, sedangkan amonium (NH4+) dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan zat hara mikroorganisme

teori atom dan sistem periodik unsur

teori atom dan sistem periodik unsur

STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR

1. A. STRUKTUR ATOM

Perkembangan Model Atom : (Pelajari Buku Paket Kimia 1A halaman 121 sampai 126!)

1). Model Atom Dalton

a) Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil.

b) Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi.

c) Atom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya.

d) Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain.

e) Reaksi kimia hanyalah reorganisasi dari atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia.


Gambar Model Atom Dalton

Teori atom Dalton ditunjang oleh 2 hukum alam yaitu :

1. Hukum Kekekalan Massa (hukum Lavoisier) : massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
2. Hukum Perbandingan Tetap (hukum Proust) : perbandingan massa unsur-unsur yang menyusun suatu zat adalah tetap.

Kelemahan Model Atom Dalton :

Menurut teori atom Dalton nomor 5, tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia. Kini ternyata dengan reaksi kimia nuklir, suatu atom dapat berubah menjadi atom lain.

Contoh :

2). Model Atom Thomson

a) Setelah ditemukannya elektron oleh J.J Thomson, disusunlah model atom Thomson yang merupakan penyempurnaan dari model atom Dalton.

b) Atom terdiri dari materi bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis.

Perhatikan Gambar Model Atom Thomson dari Buku Paket Kimia 1A halaman 121!

3). Model Atom Rutherford

a) Rutherford menemukan bukti bahwa dalam atom terdapat inti atom yang bermuatan positif, berukuran lebih kecil daripada ukuran atom tetapi massa atom hampir seluruhnya berasal dari massa intinya.

b) Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan berada pada pusat atom serta elektron bergerak melintasi inti (seperti planet dalam tata surya).

Kelemahan Model Atom Rutherford :

* Ketidakmampuan untuk menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti atom akibat gaya tarik elektrostatis inti terhadap elektron.
* Menurut teori Maxwell, jika elektron sebagai partikel bermuatan mengitari inti yang memiliki muatan yang berlawanan maka lintasannya akan berbentuk spiral dan akan kehilangan tenaga/energi dalam bentuk radiasi sehingga akhirnya jatuh ke inti.

Perhatikan Gambar Model Atom Rutherford dari Buku Paket Kimia 1A halaman 123!

4). Model Atom Niels Bohr

* Model atomnya didasarkan pada teori kuantum untuk menjelaskan spektrum gas hidrogen.
* Menurut Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron hanya menempati tingkat-tingkat energi tertentu dalam atom.

Menurutnya :

a) Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan di sekitarnya beredar elektron-elektron yang bermuatan negatif.

b) Elektron beredar mengelilingi inti atom pada orbit tertentu yang dikenal sebagai keadaan gerakan yang stasioner (tetap) yang selanjutnya disebut dengan tingkat energi utama (kulit elektron) yang dinyatakan dengan bilangan kuantum utama (n).

c) Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi akan tetap sehingga tidak ada cahaya yang dipancarkan.

d) Elektron hanya dapat berpindah dari lintasan stasioner yang lebih rendah ke lintasan stasioner yang lebih tinggi jika menyerap energi. Sebaliknya, jika elektron berpindah dari lintasan stasioner yang lebih tinggi ke rendah terjadi pelepasan energi.

e) Pada keadaan normal (tanpa pengaruh luar), elektron menempati tingkat energi terendah (disebut tingkat dasar = ground state).

Perhatikan Gambar Model Atom Niels Bohr dari Buku Paket Kimia 1A halaman 125!

Kelemahan Model Atom Niels Bohr :

1. Hanya dapat menerangkan spektrum dari atom atau ion yang mengandung satu elektron dan tidak sesuai dengan spektrum atom atau ion yang berelektron banyak.
2. Tidak mampu menerangkan bahwa atom dapat membentuk molekul melalui ikatan kimia.

5). Model Atom Modern

Dikembangkan berdasarkan teori mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang; diprakarsai oleh 3 ahli :

a) Louis Victor de Broglie

Menyatakan bahwa materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan sebagai gelombang.

b) Werner Heisenberg

Mengemukakan prinsip ketidakpastian untuk materi yang bersifat sebagai partikel dan gelombang. Jarak atau letak elektron-elektron yang mengelilingi inti hanya dapat ditentukan dengan kemungkinan – kemungkinan saja.

c) Erwin Schrodinger (menyempurnakan model Atom Bohr)

Berhasil menyusun persamaan gelombang untuk elektron dengan menggunakan prinsip mekanika gelombang. Elektron-elektron yang mengelilingi inti terdapat di dalam suatu orbital yaitu daerah 3 dimensi di sekitar inti dimana elektron dengan energi tertentu dapat ditemukan dengan kemungkinan terbesar.


Orbit Orbital

Gambar Perbedaan antara orbit dan orbital untuk elektron

* Orbital digambarkan sebagai awan elektron yaitu : bentuk-bentuk ruang dimana suatu elektron kemungkinan ditemukan.
* Semakin rapat awan elektron maka semakin besar kemungkinan elektron ditemukan dan sebaliknya.

PARTIKEL DASAR PENYUSUN ATOM

(Pelajari Buku Paket Kimia 1A halaman 88 sampai 96!)
Partikel Notasi Massa Muatan
Sesungguhnya Relatif thd proton Sesungguhnya Relatif thd proton
Proton 1,67 x 10-24 g 1 sma 1,6 x 10-19 C +1
Neutron 1,67 x 10-24 g 1 sma 0 0
Elektron 9,11 x 10-28 g sma -1,6 x 10-19 C -1

Catatan : massa partikel dasar dinyatakan dalam satuan massa atom ( sma ).
1 sma = 1,66 x 10-24 gram

NOMOR ATOM

* Menyatakan jumlah proton dalam atom.
* Untuk atom netral, jumlah proton = jumlah elektron (nomor atom juga menyatakan jumlah elektron).
* Diberi simbol huruf Z
o Atom yang melepaskan elektron berubah menjadi ion positif, sebaliknya yang menerima elektron berubah menjadi ion negatif.

Contoh : 19K

Artinya …………..

NOMOR MASSA

v Menunjukkan jumlah proton dan neutron dalam inti atom.

v Proton dan neutron sebagai partikel penyusun inti atom disebut Nukleon.

v Jumlah nukleon dalam atom suatu unsur dinyatakan sebagai Nomor Massa (diberi lambang huruf A), sehingga :

A = nomor massa

= jumlah proton ( p ) + jumlah neutron ( n )

A = p + n = Z + n

v Penulisan atom tunggal dilengkapi dengan nomor atom di sebelah kiri bawah dan nomor massa di sebelah kiri atas dari lambang atom tersebut. Notasi semacam ini disebut dengan Nuklida.

Keterangan :

X = lambang atom A = nomor massa

Z = nomor atom Contoh :

SUSUNAN ION

v Suatu atom dapat kehilangan/melepaskan elektron atau mendapat/menerima elektron tambahan.

v Atom yang kehilangan/melepaskan elektron, akan menjadi ion positif (kation).

v Atom yang mendapat/menerima elektron, akan menjadi ion negatif (anion).

v Dalam suatu Ion, yang berubah hanyalah jumlah elektron saja, sedangkan jumlah proton dan neutronnya tetap.

Contoh :
Spesi Proton Elektron Neutron
Atom Na 11 11 12
Ion 11 10 12
Ion 11 12 12

Rumus umum untuk menghitung jumlah proton, neutron dan elektron :

1). Untuk nuklida atom netral :

: p = Z

e = Z

n = (A-Z)

2). Untuk nuklida kation :

: p = Z

e = Z – (+y)

n = (A-Z)

3). Untuk nuklida anion :

: p = Z

e = Z – (-y)

n = (A-Z)

ISOTOP, ISOBAR DAN ISOTON

1). ISOTOP

Adalah atom-atom dari unsur yang sama (mempunyai nomor atom yang sama) tetapi berbeda nomor massanya.

Contoh : ; ;

2). ISOBAR

Adalah atom-atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai nomor massa yang sama.

Contoh : dengan

3). ISOTON

Adalah atom-atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor atom berbeda) tetapi mempunyai jumlah neutron yang sama.


Contoh : dengan

KONFIGURASI ELEKTRON

(Pelajari Buku Paket Kimia 1A halaman 83 sampai 88!)

ü Persebaran elektron dalam kulit-kulit atomnya disebut konfigurasi.

ü Kulit atom yang pertama (yang paling dekat dengan inti) diberi lambang K, kulit ke-2 diberi lambang L dst.

ü Jumlah maksimum elektron pada setiap kulit memenuhi rumus 2n2 (n = nomor kulit).

Contoh :

Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 12 = 2 elektron

Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 22 = 8 elektron

Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 32 = 18 elektron

Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 42 = 32 elektron

Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 52 = 50 elektron

Catatan :

Meskipun kulit O, P dan Q dapat menampung lebih dari 32 elektron, namun kenyataannya kulit-kulit tersebut belum pernah terisi penuh.

Langkah-Langkah Penulisan Konfigurasi Elektron :

1. Kulit-kulit diisi mulai dari kulit K, kemudian L dst.
2. Khusus untuk golongan utama (golongan A) :

Jumlah kulit = nomor periode

Jumlah elektron valensi = nomor golongan

1. Jumlah maksimum elektron pada kulit terluar (elektron valensi) adalah 8.

* Elektron valensi berperan pada pembentukan ikatan antar atom dalam membentuk suatu senyawa.
* Sifat kimia suatu unsur ditentukan juga oleh elektron valensinya. Oleh karena itu, unsur-unsur yang memiliki elektron valensi sama, akan memiliki sifat kimia yang mirip.

Contoh :
Unsur Nomor Atom K L M N O
He 2 2
Li 3 2 1
Ar 18 2 8 8
Ca 20 2 8 8 2
Sr 38 2 8 18 8 2

Perhatikan Tabel 3.3 Buku Paket Kimia 1A halaman 85!

Catatan :

* Konfigurasi elektron untuk unsur-unsur golongan B (golongan transisi) sedikit berbeda dari golongan A (golongan utama).
* Elektron tambahan tidak mengisi kulit terluar, tetapi mengisi kulit ke-2 terluar; sedemikian sehingga kulit ke-2 terluar itu berisi 18 elektron.

Contoh :
Unsur Nomor Atom K L M N
Sc 21 2 8 9 2
Ti 22 2 8 10 2
Mn 25 2 8 13 2
Zn 30 2 8 18 2

Soal-Soal Latihan :

Kerjakan Latihan 3.3 dari Buku Paket halaman 88 nomor 1 – nomor 5!

MASSA ATOM RELATIF (Ar)

(Pelajari Buku Paket Kimia 1A halaman 38 sampai 39 dan halaman 100 sampai 103!)

* Adalah perbandingan massa antar atom yang 1 terhadap atom yang lainnya.
* Pada umumnya, unsur terdiri dari beberapa isotop maka pada penetapan massa atom relatif (Ar) digunakan massa rata-rata dari isotop-isotopnya.
* Menurut IUPAC, sebagai pembanding digunakan atom C-12 yaitu dari massa 1 atom C-12; sehingga dirumuskan :

Ar unsur X = ……………………(1)

* Karena : massa 1 atom C-12 = 1 sma ; maka :

Ar unsur X = ……………………(2)

MASSA MOLEKUL RELATIF (Mr)

* Adalah perbandingan massa antara suatu molekul dengan suatu standar.
* Besarnya massa molekul relatif (Mr) suatu zat = jumlah massa atom relatif (Ar) dari atom-atom penyusun molekul zat tersebut.
* Khusus untuk senyawa ion digunakan istilah Massa Rumus Relatif (Mr) karena senyawa ion tidak terdiri atas molekul.
* Mr = S Ar

Contoh :

Diketahui : massa atom relatif (Ar) H = 1; C = 12; N = 14 dan O = 16.

Berapa massa molekul relatif (Mr) dari CO(NH2)2

Jawab :

Mr CO(NH2)2 = (1 x Ar C) + (1 x Ar O) + (2 x Ar N) + (4 x Ar H)

= (1 x 12) + (1 x 16) + (2 x 14) + (4 x 1)

= 60

1. B. PERKEMBANGAN SISTEM PERIODIK UNSUR

(Pelajari Buku Paket Kimia 1A halaman 72 sampai 82!)

1). Hukum Triade Dobereiner

* Dikemukakan oleh Johan Wolfgang Dobereiner (Jerman).
* Unsur-unsur dikelompokkan ke dalam kelompok tiga unsur yang disebut Triade.
* Dasarnya : kemiripan sifat fisika dan kimia dari unsur-unsur tersebut.

Jenis Triade :

1. Triade Litium (Li), Natrium (Na) dan Kalium (K)

Unsur Massa Atom Wujud
Li 6,94 Padat
Na 22,99 Padat
K 39,10 Padat

Massa Atom Na (Ar Na) = = 23,02

1. Triade Kalsium (Ca), Stronsium (Sr) dan Barium (Ba)
2. Triade Klor (Cl), Brom (Br) dan Iod (I)

2). Hukum Oktaf Newlands

v Dikemukakan oleh John Newlands (Inggris).

v Unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kenaikan massa atom relatifnya (Ar).

v Unsur ke-8 memiliki sifat kimia mirip dengan unsur pertama; unsur ke-9 memiliki sifat yang mirip dengan unsur ke-2 dst.

v Sifat-sifat unsur yang ditemukan berkala atau periodik setelah 8 unsur disebut Hukum Oktaf.
H Li Be B C N O
F Na Mg Al Si P S
Cl K Ca Cr Ti Mn Fe

Berdasarkan Daftar Oktaf Newlands di atas; unsur H, F dan Cl mempunyai kemiripan sifat.

3). Sistem Periodik Mendeleev (Sistem Periodik Pendek)

ü Dua ahli kimia, Lothar Meyer (Jerman) dan Dmitri Ivanovich Mendeleev (Rusia) berdasarkan pada prinsip dari Newlands, melakukan penggolongan unsur.

ü Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia unsur sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom.

ü Menurut Mendeleev : sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari massa atom relatifnya. Artinya : jika unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang secara periodik.

ü Unsur-unsur yang memiliki sifat-sifat serupa ditempatkan pada satu lajur tegak, disebut Golongan.

ü Sedangkan lajur horizontal, untuk unsur-unsur berdasarkan pada kenaikan massa atom relatifnya dan disebut Periode.

4). Sistem Periodik Modern (Sistem Periodik Panjang)

* Dikemukakan oleh Henry G Moseley, yang berpendapat bahwa sifat-sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya.
* Artinya : sifat dasar suatu unsur ditentukan oleh nomor atomnya bukan oleh massa atom relatifnya (Ar).

1. C. PERIODE DAN GOLONGAN DALAM SPU MODERN

1). Periode

* Adalah lajur-lajur horizontal pada tabel periodik.
* SPU Modern terdiri atas 7 periode. Tiap-tiap periode menyatakan jumlah/banyaknya kulit atom unsur-unsur yang menempati periode-periode tersebut.

Nomor Periode = Jumlah Kulit Atom

Jadi :

* Unsur-unsur yang memiliki 1 kulit (kulit K saja) terletak pada periode 1 (baris 1), unsur-unsur yang memiliki 2 kulit (kulit K dan L) terletak pada periode ke-2 dst.

Contoh :

9F : 2 , 7 periode ke-2

12Mg : 2 , 8 , 2 periode ke-3

31Ga : 2 , 8 , 18 , 3 periode ke-4

Catatan :

a) Periode 1, 2 dan 3 disebut periode pendek karena berisi relatif sedikit unsur.

b) Periode 4 dan seterusnya disebut periode panjang.

c) Periode 7 disebut periode belum lengkap karena belum sampai ke golongan VIII A.

d) Untuk mengetahui nomor periode suatu unsur berdasarkan nomor atomnya, Anda hanya perlu mengetahui nomor atom unsur yang memulai setiap periode.

2). Golongan

* Sistem periodik terdiri atas 18 kolom vertikal yang terbagi menjadi 8 golongan utama (golongan A) dan 8 golongan transisi (golongan B).
* Unsur-unsur yang mempunyai elektron valensi sama ditempatkan pada golongan yang sama.
* Untuk unsur-unsur golongan A sesuai dengan letaknya dalam sistem periodik :


Nomor Golongan = Jumlah Elektron Valensi

* Unsur-unsur golongan A mempunyai nama lain yaitu :

1. Golongan IA = golongan Alkali
2. Golongan IIA = golongan Alkali Tanah
3. Golongan IIIA = golongan Boron
4. Golongan IVA = golongan Karbon
5. Golongan VA = golongan Nitrogen
6. Golongan VIA = golongan Oksigen
7. Golongan VIIA = golongan Halida / Halogen
8. Golongan VIIIA = golongan Gas Mulia

1. D. SIFAT-SIFAT PERIODIK UNSUR

Meliputi :

1). Jari-Jari Atom

* Adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar.
* Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur tersebut.
* Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin banyak pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula jari-jari atomnya.

Jadi : dalam satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atomnya semakin besar.

* Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), nomor atomnya bertambah yang berarti semakin bertambahnya muatan inti, sedangkan jumlah kulit elektronnya tetap. Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar makin besar pula, sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari atom.

Jadi : dalam satu periode (dari kiri ke kanan), jari-jari atomnya semakin kecil.

2). Energi Ionisasi

ü Adalah energi minimum yang diperlukan atom netral dalam bentuk gas untuk melepaskan satu elektron membentuk ion bermuatan +1.

ü Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan diperlukan energi yang lebih besar (disebut energi ionisasi kedua), dst.

EI 1< EI 2 < EI 3 dst

ü Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), EI semakin kecil karena jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kecil. Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk dilepaskan.

ü Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin besar/kuat. Akibatnya elektron terluar semakin sulit untuk dilepaskan.

3). Afinitas Elektron

* Adalah energi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral dalam bentuk gas apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif.
* Semakin negatif harga afinitas elektron, semakin mudah atom tersebut menerima/menarik elektron dan semakin reaktif pula unsurnya.
* Afinitas elektron bukanlah kebalikan dari energi ionisasi.
* Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas elektronnya semakin kecil.
* Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya semakin besar.
* Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif, kecuali golongan IIA dan VIIIA.
* Afinitas elektron terbesar dimiliki golongan VIIA.

4). Keelektronegatifan

* Adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam molekul suatu senyawa (dalam ikatannya).
* Diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara 0,7 (keelektronegatifan Cs) sampai 4 (keelektronegatifan F).
* Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar, cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif.
* Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif.
* Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga keelektronegatifan semakin kecil.
* Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan semakin besar.

REAKSI NETRALISASI

REAKSI NETRALISASI

Konsep paling mendasar dan praktis dalam kimia asam basa tidak diragukan lagi adalah netralisasi. Fakta bahwa asam dan basa dapat saling meniadakan satu sama lain telah dikenal baik sebagai sifat dasar asam basa sebelum perkembangan kimia modern.

a. Netralisasi

Neutralisasi dapat didefinisikan sebagai reaksi antara proton (atau ion hidronium) dan ion hidroksida membentuk air. Dalam bab ini kita hanya mendiskusikan netralisasi di larutan dalam air.

H⁺ + OH^-–> H₂O (9.33)

H₃O⁺ + OH^-–> 2H₂O (9.34)

Jumlah mol asam (proton) sama dengan jumlah mol basa (ion hidroksida).

Stoikiometri netralisasi nAMAVA = nBMBVB jumlah mol proton jumlah mol ion hidroksida subskrip A dan B menyatakan asam dan basa, n valensi, M konsentrasi molar asam atau basa, dan V volume asam atau basa.

Dengan bantuan persamaan di atas, mungkin untuk menentukan konsentrasi basa (atau asam) yang konsentrasinya belum diketahui dengan netralisasi larutan asam (atau basa) yang konsentrasinya telah diketahui. Prosedur ini disebut dengan titrasi netralisasi.
Contoh soal
9.5 titrasi netralisasi
0,500 g NH₄Cl tidak murni dipanasakan dengan NaOH berlebih menghasilkan amonia NH₃ yang diserap dalam 25,0 cm³ 0,200 mol dm^-3 asam sulfat. Diperlukan 5,64 cm³ NaOH 0,200 mol.dm^-3 untuk menetralkan asam sulfat berlebih. Hitung kemurnian NH₄Cl.
Jawab
Ingat asam sulfat adalah asam diprotik. Dengan mengaasumsikan jumlah mol amonia yang dihasilkan x m mol, jumlah mol amonia dan natrium hidroksida dua kali lebih besar dari jumlah mol asam sulfat. Jadi,
x (mmol) + 0,200 (mol dm^-3) x 5,64 x 10^-3 (dm³)= 2 x 0,200 (mol dm^-3) x 25,0 x 10^-3(dm³)
x + 1,128 = 10,0
∴ x = 8,872 (mmol)
Karena massa molar amonium khlorida adalah 52,5, 8,872 mmol ekivalen dengan 0,466 g amonium khlorida.
Jadi kemurnian sampel adalah (0,466 g/0,500 g) x 100 = 93 %.

b. Garam

Setiap asam atau h=garam memiliki ion lawannya, dan reaksi asam basa melibatkan ion-ion ini. Dalam reaksi netralisasi khas seperti antara HCl dan NaOH,

HCl	+	NaOH	–>	NaCl	+	H2O	(9.35)
asam		basa		garam		air

Selain air, terbentuk NaCl dari ion khlorida, ion lawan dari proton, dan ion natrium, ion lawan basa. Zat yang terbentuk dalam netralisasi semacam ini disebut dengan garam. Asalkan reaksi netralisasinya berlangsung dalam air, baik ion natrium dan ion khlorida berada secara independen sebagai ion, bukan sebagai garam NaCl. Bila air diuapkan, natrium khlorida akan tinggal. Kita cenderung percaya bahwa garam bersifat netral karena garam terbentuk dalam netralisasi. Memang NaCl bersifat netral. Namun, larutan dalam air beberapa garam kadang asam atau basa. Misalnya, natrium asetat, CH₃COONa, garam yang dihasilkan dari reaksi antara asam asetat dan natrium hidroksida, bersifat asam lemah.
Sebaliknya, amonium khlorida NH₄Cl, garam yang terbentuk dari asam kuat HCl dan basa lemah amonia, bersifat asam lemah. Fenomena ini disebut hidrolisis garam.
Diagram skematik hidrolisis ditunjukkan di Gambar 9.1. Di larutan dalam air, garam AB ada dalam kesetimbangan dengan sejumlah kecil H⁺ dan OH^- yang dihasilkan dari elektrolisis air menghasilkan asam HA dan basa BOH (kesetimbangan dalam arah vertikal). Karena HA adalah asam lemah, kesetimbangan berat ke arah sisi asam, dan akibatnya [H⁺] menurun. Sebaliknya, BOH adalah basa kuat dan terdisosiasi sempurna, dan dengan demikian todak akan ada penurunan konsentrasi OH^-. Dengan adanya disosiasi air, sejumlah H⁺ dan OH^- yang sama akan terbentuk.
Dalam kesetimbangan vertikal di Gambar 9.1, kesetimbangan asam ke arah bawah, dan kesetimbangan basa ke arah atas. Akibatnya [OH^-] larutan dalam air meningkat untuk membuat larutannya basa. Penjelasan ini juga berlaku untuk semua garam dari asam lemah dan basa kuat.

Gambar 9.1Hidrolisis garam.

Sebagai rangkuman, dalam hidrolisis garam dari asam lemah dan basa kuat, bagian anion dari garam bereaksi dengan air menghasilkan ion hidroksida.

A^- + H₂O –> HA + OH^- (9.36)

Dengan menuliskan reaksi ini sebagai kesetimbangan, hidrolisis garam dapat diungkapkan dengan cara kuantitatif

A^- + H₂O HA + OH^- (9.37)

Bila h adalah derajat hidrolisis yang menyatakan rasio garam yang terhidrolisis saat kesetimbangan. Tetapan kesetimbangan hidrolisis K_h adalah:

K_h = [HA][OH^-]/[A^-] = (c_sh)²/c_s(1 – h) = c_sh²/(1 – h) (9.38)

K_h disebut tetapan hidrolisis, dan c_s adalah konsentrasi awal garam. A^- adalah basa konjugat dari asam lemah HA dan K_h berhubungan dengan konstanta disosiasi basanya. Akibatnya, hubungan berikut akan berlaku bila konstanta disosiasi asam HA adalah Ka: jadi,

K_aK_h = K_w (9.39)

Bila h ≪ 1, K_a ≒c_sh; h ≒√(K_h/c_s). Maka konsentrasi [OH^-] dan [H⁺] diberikan oleh ungkapan:

[OH^-] = c_sh ≒√(c_sK_w/K_a) (9.40)

[H⁺] = K_w/[OH^-] ≒√(K_wK_a/c_s) (9.41)

Karena terlibat asam lemah,

K_a/c_s < 1,

∴ [H⁺] < √K_w = 10^-7 (9.42)

Jadi, garam dari asam lemah bersifat basa. Dengan cara yang sama, [H⁺] garam asam lemah dan basa kuta dinyatakan dengan:

[H⁺] = c_sh ≒√(c_sK_w/K_b) (9.43)

Karena melibatkan basa lemah,

c_s/K_b > 1,

∴ [H⁺] > √K_w = 10^-7 (9.44)

Jadi, garamnya bersifat asam.

c. Kurva titrasi

Dalam reaksi netralisasi asam dan basa, atau basa dengan asam, bagaimana konsentrasi [H⁺], atau pH, larutan bervariasi? Perhitungan [H⁺] dalam titrasi asam kuat dengan basa kuat atau sebaliknya basa kuat dengan asam kuat tidak sukar sama sekali. Perhitungan ini dapat dilakukan dengan membagi jumlah mol asam (atau basa) yang tinggal dengan volume larutannya.
Perhitungannya akan lebih rumit bila kombinasi asam lemah dan basa kuat, atau yang melibatkan asam kuat dan basa lemah. [H⁺] akan bergantung tidak hanya pada asam atau basa yang tinggal, tetapi juga hidrolisis garam yang terbentuk.
Plot [H+] atau pH vs. jumlah asam atau basa yang ditambahkan disebut kurva titrasi (Gambar 9.2). Mari kita menggambarkan kurva titrasi bila volume awal asam V_A, konsentrasi asam M_A, dan volume basa yang ditambahkan v_B dan konsentrasinya adalah M_B.

(1) TITRASI ASAM KUAT DAN BASA KUAT.

[1] sebelum titik ekivalen:
Karena disosiasi air dapat diabaikna, jumlah mol H⁺ sama dengan jumlah sisa asam yang tinggal

[H⁺] = (M_AV_A – M_Bv_B)/(V_A + v_B) (9.45)

[2] Pada titik ekivalen:
Disosiasi air tidak dapat diabaikan di sini.

[H⁺] = √K_w = 10^-7 (9.46)

[3] setelah titik ekivalen:
Jumlah mol basa berlebih sama dengan jumlah mol ion hidroksida. [OH^-] dapat diperoleh dengan membagi jumlah mol dengan volume larutan. [OH^-] yang diperoleh diubah menjadi [H⁺].

[OH^-] = (M_Bv_B – M_AV_A)/(V_A + v_B) (9.47)

[H⁺] = K_w/[OH^-] = (V_A + v_B)K_w/(M_Bv_B – M_AV_A) (9.48)

Kurvanya simetrik dekat titik ekivalen karena v_B ≒ V_A.
Titrasi 10 x 10^-3 dm³ asam kuat misalnya HCl 0,1 mol dm^-3 dengan basa kuat misalnya NaOH 0,1 mol dm^-3 menghasilkan kurva titrasi khas seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 9.2(a). Pada tahap awal, perubahan pHnya lambat. Perubahan pH sangat cepat dekat titik ekivalen (v_B = 10 x10^-3 dm³). Dekat titik ekivalen, pH berubah beberapa satuan hanya dengan penambahan beberapa tetes basa.

Gambar 9.2 Kurva titrasi: (a) Titrasi HCl dengan NaOH. Perubahan pH yang cepat di titik ekivalen bersifat khas.
(b) Titrasi CH3COOH dengan NaOH. Perubahan pH di titik ekivalen tidak begitu cepat.

Gambar 9.3 Kurva titrasi: titrasi NH3 dengan HCl.

2. TITRASI ASAM LEMAH DENGAN BASA KUAT

Hasilnya akan berbeda bila asam lemah dititrasi dengan basa kuat. Titrasi 10 x 10^-3 dm³ asam asetat 0,1 mol dm^-3 dengan NaOH 0,1 mol dm^-3 merupakan contoh khas (Gambar 9.2(b)).
[1] Titik awal: vB = 0. pH di tahap awal lebih besar dari di kasus sebelumnya.

[H⁺] = M_Aα (9.49)

α adalah tetapan disosiasi asam asetat.

[2] sebelum titik ekivalen: sampai titik ekivalen, perubahan pH agak lambat.
[3] pada titik ekivalen (v_B = 10 x 10^-3 dm³): pada titik ini hanya natrium asetat CH₃COONa yang ada. [H⁺] dapat diperoleh dengan cara yang sama dengan pada saat kita membahas hidrolisis garam.
[4] setelah titik ekivalen. [H⁺] larutan ditentukan oleh konsentrasi NaOH, bukan oleh CH₃COONa.
Perubahan pH yang perlahan sebelum titik ekivalen adalah akibat bekerjanya buffer (bagian 9.3 (d)). Sebelum titik ekivalen, terdapat larutan natrium asetat (garam dari asam lemah dan bas kuat) dan asam asetat (asam lemah). Karena keberadaan natrium asetat, kesetimbangan disosiasi natrium asetat

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^- (9.50)

bergeser ke arah kiri, dan [H⁺] akan menurun. Sebagai pendekatan [CH₃COO^-] = c_S [HA] ≒ c₀.
c_S adalah konsentrasi garam, maka

[H⁺]c_S/ c₀= K_a,

∴ [H⁺] = (c₀/c_S)K_a (9.51)

Bila asam ditambahkan pada larutan ini, kesetimbangan akan bergeser ke kiri karena terdapat banyak ion asetat maa asam yang ditambahkan akan dinetralisasi.

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^- (9.52)

Sebaliknya, bila basa ditambahkan, asam asetat dalam larutan akan menetralkannnya. Jadi,
CH₃COOH + OH^- H₂O + CH₃COO^- (9.53) Jadi [H⁺] hampir tidak berubah.

(3) TITRASI BASA LEMAH DENGAN ASAM KUAT

Titrasi 10 x 10^-3 dm³ basa lemah misalnya larutan NH₃ 0,1 mol dm^-3 dengan asam kuat misalnya HCl 0,1 mol dm^-3 (Gambar 9.3). Dalam kasus ini, nilai pH pada kesetimbangan agak lebih kecil daripada di kasus titrasi asam kuat dengan basa kuat. Kurvanya curam, namun, perubahannya cepat di dekat titik kesetimbangan. Akibatnya titrasi masih mungkin asalkan indikator yang tepat dipilih, yakni indikator dengan rentang indikator yang sempit.

(4) TITRASI BASA LEMAH (ASAM LEMAH) DENGAN ASAM LEMAH (BASA LEMAH).

Dalam titrasi jenis ini, kurva titrasinya tidak akan curam pada titik kesetimbangan, dan perubahan pHnya lambat. Jadi tidak ada indikator yang dapat menunjukkan perubahan warna yang jelas. Hal ini berarti titrasi semacam ini tidak mungkin dilakukan.

d. Kerja bufer

Kerja bufer didefinisikan sebagai kerja yang membuat pH larutan hampir tidak berubah dengan penambahan asam atau basa. Larutan yang memiliki kerja bufer disebut larutan bufer. Sebagian besar larutan bufer terbentuk dari kombinasi garam (dari asam lemah dan basa kuat) dan aam lemahnya. Cairan tubuh organisme adalah larutan bufer, yang akan menekan perubahan pH yang cepat, yang berbahaya bagi makhluk hidup.
Nilai pH larutan bufer yang terbuat dari asam lemah dan garamnya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

pH = pK_a + log([garam]/[asam]) (9.54)

Tabel 9.2 memberikan beberapa larutan bufer.

Tabel 9.2 Beberapa larutan bufer.

Contoh soal 9.5 pH larutan bufer
Tiga larutan (a), (b) dan (c) mengandung 0,10 mol dm^-3 asam propanoat (Ka = 1,80 x 10^-5 mol dm^-3) dan (a) 0,10 mol dm^-3, (b) 0,20 mol dm^-3 and (c) 0,50 mol dm^-3 natrium propanoat. Hitung pH larutan.
Jawab
Substitusikan nilai yang tepat pada persamaan (9.54)

1. pH = pK_a + log([garam]/[asam]) = pK_a + log([0,1]/[0,1]) = pK_a + log1 = 4,75
2. pH = pK_a + log([0,2]/[0,1])= pK_a + log 2 = 5,05
3. pH = pK_a + log([0,5]/[0,1]) = pK_a + log5 = 5,45

Lihat bahwa nilai ([garam]/[asam]) berubah dari 1 ke 5, tetapi pH hanya berubah sebesar 0,7.

e. Indikator

Pigmen semacam fenolftalein dan metil merah yang digunakan sebagai indikator titrasi adalah asam lemah (disimbolkan dengan HIn) dan warnanya ditentukan oleh [H⁺] larutan. Jadi,

HIn H⁺ + In^- …. (9.55)

Rasio konsentrasi indikator dan konjgatnya menentukan warna larutan diberikan sebagai:

K_In = [H⁺][In^-]/[HIn], ∴ [In^-]/[HIn] = K_In/[H⁺] … (9.56)

K_In adalah konstanta disosiasi indikator.
Rentang pH yang menimbulkan perubahan besar warna indikator disebut dengan interval transisi. Alasan mengapa ada sedemikian banyak indikator adalah fakta bahwa nilai pH titik ekivalen bergantung pada kombinasi asam dan basa. Kunci pemilihan indikator bergantung pada apakah perubahan warna yang besar akan terjadi di dekat titik ekivalen. Di Tabel 9.3 didaftarkan beberapa indikator penting.

Tabel 9.3 Indikator penting dan interval transisinya.

Indikator	interval transisi	perubahan warna(asam–>basa)
Biru timol	1,2-2,8	merah –> kuning
Metil oranye	3,1-4,4	merah –> kuning
Metil merah	4,2-6,3	merah –> kuning
bromotimol biru	6,0-7,6	kuning–> biru
merah kresol	7,2-8,8	kuning –> merah
fenolftalein	8,3-10,0	tak berwarna–> merah
alizarin kuning	10,2-12,0	kuning–> merah

Contoh soal 9.6 Titrasi netralisasi campuran, bagaimana menggunakan indikator.
25 dm³ larutan mengandung NaOH dan Na₂CO₃ dititrasi dengan 0,100 mol.dm^-3 HCl dengan indikator fenolftalein. Warna indikator hilang ketika 30,0 dm³ HCl ditambahkan. Metil oranye kemudian ditambahkan dan titrasi dilanjutkan. 12,5 dm³ HCl diperlukan agar warna metil oranye berubah. Hitung konsentrasi NaOH dan Na₂CO₃ dalam larutan.
Jawab
Asam karbonat adalah asam diprotik, dan netralisasi berlangsung dalam reaksi dua tahap

CO₃^2- + H⁺ –> HCO₃^- ;

HCO₃ ^- + H⁺ –> H₂O + CO₂

Tahap pertama netralisasi campuran NaOH-Na₂CO₃ tercapai saat fenolftalein berubah warna.
Perubahan warna metil oranye menandakan akhir tahap kedua netralisasi natrium karbonat.
Jadi, jumlah NaOH-Na₂CO₃ adalah 0,100 mol dm^-3 x 30,0 x 10^-3 dm³ = 3,0 x 10^-3 mol
sebagaimana dinyatakan dalam tahap pertama netralisasi. Jumlah Na₂CO₃ adalah 0,100 mol.dm^-3 x 12,5 x 10^-3 dm³ = 1,25 x 10^-3 mol sebagaimana dinyatakan dalam tahap kedua netralisasi. Jumlah NaOH adalah selisih antara kedua bilangan tersebut, 1,75 x 10^-3 mol. Jadi
[Na₂CO₃] = 1,25 x 10^-3 mol/25,0 x 10^-3 dm³ = 0,050 mol dm^-3
[NaOH] = 1,75 x 10^-3 mol/25,0 x 10^-3 dm³ = 0,070 mol dm^-3

Latihan

9.1 Asam basa konjugat
Tuliskan reaksi disosiasi senyawa berikut, termasuk air yang terlibat, dan tandai pasangan asam basa konjugasinya. (a) asam format HCOOH, (b) asam perkhlorat HClO₄
9.1 Jawab
(a) HCOOH + H₂O H₃O⁺ + HCOO^-
asam1 basa2 asam konjugat2 basa konjugat 1
(b) HClO₄ + H₂O H₃O⁺ + ClO₄^-
asam1 basa2 asam konjugat2 basa konjugat 1
9.2 Asam basa konjugat
Tetapan disosiasi pasangan asam basa konjugat adalah K_a dan K_b. Buktikan bahwa K_a x K_b = K_w K_w adalah tetapan hasil kali ion air.
9.2 Jawab
Lihat halaman yang relevan di teks.
9.3 Asam basa Lewis
Nyatakan manakah asam dan basa Lewis dalam reaksi-reaksi berikut.
(a) Cu²⁺ + 4NH₃ Cu(NH₃)₄²⁺
(b) I^- + I₂ I₃^-
(c ) Fe²⁺ + 6H₂O Fe(H₂O)₆³⁺
9.3 Jawab
(a) Cu²⁺ + 4NH₃ Cu(NH₃)₄²⁺, Cu²⁺ : asam Lewis, NH₃: basa Lewis.
(b) I^- + I₂ I₃^-, I^- : asam Lewis, I₂: basa Lewis.
(c ) Fe²⁺ + 6H₂O Fe(H₂O)₆³⁺ Fe²⁺: asam Lewis, H₂O: basa Lewis.
9.4 Konsentrasi ion hidrogen dan pH asam kuat
Asam perkhlorat adalah asam kuat, dan disosiasinya dapat dianggap lengkap. Hitung konsentrasi ion hidrogen [H⁺] dan pH 5,0 mol dm^-3 asam ini.
9.4 Jawab
[H⁺] = 5,0×10^-3mol dm^-3; pH = -log[H⁺] = 2,30
9.5 Konsentrasi ion hidrogen dan pH asam lemah
Hitung konsentrasi ion hidrogen dan pH asam asetat 0,001 mol dm^-3, 0,01 mol dm^-3 dan 0,1 mol dm^-3. K_a asam asetat pada 25°C adalah 1,75 x 10^-3 mol dm^-3.
9.5 Jawab
Kira-kira [H⁺] = √(c_sK_a). Maka [H⁺] dan pH dinyatakan sebagai berikut.
Asam asetat 0,001 mol dm^-3; [H⁺] = 1,32 x 10^-4 mol dm^-3, pH = 3,91. Asam asetat 0,01 mol dm^-3; [H⁺] = 4,18 x 10^-4 mol dm^-3, pH = 3,39. Asam asetat 0,1 mol dm^-3; [H⁺] = 1,32 x 10^-3 mol dm^-3, pH = 2,28.
9.6 Perhitungan tetapan disosiasi
Dalam larutan 0,5 mol dm^-3, disosiasi asam urat C₅H₄N₄O₃ sebesar 1,6 %. Tentukan K_a asam urat.
9.6 Jawab
1,6 x 10^-2 = [C₅H₃N₄O₃^-]/0,5 mol dm^-3,
[C₅H₃N₄O₃^-]= [H⁺] = 8,0 x 10^-3 mol dm^-3. Jadi,
K_a = (8,0 x 10^-3)²/0,50 = 1,28 x 10^-4 mol dm^-3.
9.7 Titrasi Netralisasi
Suatu detergen mengandung amonia. 25,37 g detergen dilarutkan dalam air untuk menghasilkan 250 cm³ larutan. Diperlukan 37,3 cm³ asam sulfat 0,360 mol dm^-3 ketika 25,0 cm³ larutan ini dititrasi. Hitung persen massa amonia dalam detergen.
9.7 Jawab
18,0 %.
9.8 Larutan Bufer
(1) Hitung pH bufer yang konsentrasi asam formatnya HCOOH (K_a = 1,8 x10^-4 mol dm^-3) 0,250 mol dm^-3, dan konsentrasi natrium format HCOONa-nya 0,100 mol dm^-3.
(2) Anggap 10 cm³ NaOH 6,00 x 10^-3 mol dm^-3 ditambahkan ke 500 cm³ larutan bufer ini. Hitung pH larutan setelah penambahan NaOH.
9.8 Jawab
(1) [H⁺] = 4,5 x 10^-4 mol dm^-3, pH = 3,35. (2) Jumlah mol HCOOH, OH^- dan HCOO^- sebelum dan sesudah penambahan NaOH ditunjukkan dalam tabel berikut.

m mol	HCOOH	OH-	HCOO
Sebelum	125	60	50
sesudah	65	0	110

Perhatikan setelah penambahan volume larutan menjadi 510 cm³. 1,8 x 10^-4 mol dm^-3 = ([H⁺] x 0,216)/(0,128), [H⁺] = 1,06 x 10^-4 mol dm^-3, pH = 3,97 Perubahan pH agak kecil walaupun sejumlah cukup besar basa kuat ditambahkan.

STOIKIOMETRI

STOIKIOMETRI

Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan. Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi. Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah :

1. Menulis persamaan reaksi
2. Menyetarakan koefisien reaksi
3. Memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol. Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentu larutan, maka mol larutan dapat dinyatakan sebagai:

n = V . M

Keterangan:

n = jumlah mol

V = volume (liter)

M = molaritas larutan

Contoh :

• Hitunglah volume larutan 0,05 M HCl yang diperlukan untuk melarutkan 2,4 gram logam magnesium (Ar = 24 g/mol).

Jawab :

Mg_(s) + 2 HCl_(aq) MgCl_2(aq) + H_2(g

Satu mol Mg setara dengan 2 mol HCl (lihat persamaan reaksi).

Mol HCl = 2 x mol Mg

= 2 x 0,1 mol

= 0,2 mol

• Berapa konsentrasi larutan akhir yang dibuat dari larutan dengan 5 Molar sebanyak10 mL dan diencerkan sampai dengan volume 100 mL.

Jawab :

• Berapa konsentrasi larutan NaCl akhir yang dibuat dengan melarutkan dua larutan NaCl, yaitu 200 mL NaCl 2M dan 200 mL NaCl 4M.

Jawab: