Hidrolisis Garam

SIFAT ASAM BASA DARI GARAM

Garam ialah senyawa ionik yang terbentuk oleh reaksi antara asam dan basa. Garam ialah elektrolit kuat yang terurai sempurna dalam air dan dalam beberapakasus nereaksi dengan air. Istilah hidrolisis garam menjelaskan reaksi anion atau kation suatu garam atau keduanya, dengan air. Hidrolisis garam biasanya mempengaruhi pH larutan.

Hidrolisis berasal dari kata hidro yang berarti air dan lisis yang berarti penguraian. Jadi hidrolisis adalah reaksi kimia suatu senyawa dengan air, membentuk senyawa lain. Kation basa lemah atau anion asam lemah suatu garam, atau kedua-duanya dapat mengalami hidrolisis melalui suatu reaksi kesetimbangan dengan air membentuk ion H₃O⁺ (=H⁺) atau ion OH­_­^-, peristiwa tersebut dinamakan hidrolisis daram. JIka hidrolisis menghasilkan ion H₃O⁺ maka larutan bersifat asam, tetapi jika hidrolisis menghasilkan ion OH^- maka larutan bersifat basa. Reaksi hidrolisis garam merupakan jenis reaksi kesetimbangan larutan yang homogen.

Ada dua macam  hidrolisis, yaitu:

1.      Hidrolisis parsial/sebagian (jika garamnya berasal dari asam lemah dan basa kuat atau sebaliknya & pada hidrolisis sebagian  hanya salah satu ion saja yang mengalami reaksi hidrolisis, yang lainnya tidak)

2.      Hidrolisis total (jika garamnya berasal dari asam lemah dan basa lemah).

Garam yang Menghasilkan Larutan Netral

Memang benar pada umumnya bahwa garam yang mengandung ion logam alkali atau ion logam alkali tanah (kecuali Be²⁺) dan basa konjugat suatu asamkuat (misalnya, Cl^-, Br^-, dan NO3^-) tidak mengalami hidrolisis dalam jumlah banyak, dan larutannya dianggap netral. Misalnya, bila NaNO3, suatu garam yang terbentuk oleh reaksi NaOH dengan HNO₃, larut dalam air, garam ini terurai sempurna menjadi:

NaNO₃ (s)          ^H2O             Na⁺(aq) + NO₃^- (aq)

Ion Na+ terhidrasi tidak memberikan ataupun tidak juga menerima ion H⁺. ion NO₃^- adalah basa konjugat dari asam kuat HNO₃ dan tidak memiliki afinitas untuk ion H⁺. Akibatnya, suatu larutan yang mengandung ion Na⁺ dan NO₃^- akan netral, dengan pH 7.

Garam yang Menghasilkan Larutan Basa

Penguraian natrium asetat (CH₃COONa) dalam air menghasilkan

CH₃COONa (s)         ^H2O         Na⁺(aq) + CH₃COO^-(aq)

Ion Na⁺ yang terhidrolisis tidak memiliki sifat asam ataupun basa. Namun ion asetat CH₃COO^- adalah basa konjugat dari asam lemah CH3COOH dan dengan demikian memiliki afinitas untuk ion . Reaksi hidrolisisnya sebagai

CH₃COO^- (aq) + H₂O (l)                                 CH₃COOH(aq) + OH^- (aq)

Karena reaksi ini menghasilkan ion OH^-, larutan natrium asetat akan bersifat basa. Konstanta kesetimbangan untuk reaksi hidrolisis ini adalah persamaan konstanta ionisasi basa untuk CH₃COO^-, sehingga kita tuliskan

 

Kb =                                        = 5,6 x 10^-10

Penentuan pH

v  Untuk garam yang memiliki satu anion, seperti CH₃COONa, berlaku

CH₃COONaCH₃COO^-(aq) + Na⁺(aq)

reaksi hidrolisis CH₃COO- dari garam CH₃COONa sebagai berikut!

CH₃COO^- + H₂OCH₃COOH + OH^-

Konstanta kesetimbangan reaksi hidrolisis disebut konstanta hidrolisis yang dinotasikan dengan K_h

Oleh karena [CH₃COOH] selalu sama dengan [OH^-], maka

[OH^-]² = K_h x CH₃COO^-

[CH₃COO^-] = [CH₃COONa] = [garam] = Cg

maka

Selanjutnya, harga tetapan hidrolisis Kh dapat dikaitkan dengan tetapan ionisasi asam lemah Ka dan tetapan kesetimbangan air Kw

 sehingga

Ket:Kh: harga tetapan hidrolisis

Ka: tetapan ionisasi asam lemah

Kw: tetapan kesetimbangan air

v  Untuk garam yang memiliki dua anion,seperti (CH₃COO)₂Ba, berlaku:

(CH₃COO)₂Ba 2CH₃COO^-(aq) + Ba²⁺(aq)

[CH₃COO^-] = 2 x [(CH₃COO)₂Ba] = 2 x  [garam] = 2 x Cg

Selanjutnya, harga tetapan hidrolisis Kh dapat dikaitkan dengan tetapan ionisasi asam lemah Ka dan tetapan kesetimbangan air Kw

sehingga

Ket:Kh: harga tetapan hidrolisis

Ka: tetapan ionisasi asam lemah

Kw: tetapan kesetimbangan air

Garam yang Menghasilkan Larutan Asam

Ketika garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah larut dalam air, larutannya menjadi larutan asam. Sebagai contoh, lihat proses

NH₄Cl (s)             ^H2O              (aq) + Cl^- (aq)

Ion Cl^- tidak mempunyai afinitas untuk ion H⁺. Ion ammonium  NH₄⁺ adalah asam konjugat lemah dari basa lemah NH₃ dan terionisasi sebagai

NH₄⁺ (aq) + H₂O (l)                            NH₃ (aq) + H₃O⁺ (aq)

atau sederhananya

NH₄⁺ (aq)                                NH₃ (aq) + H⁺ (aq)

Karena reaksi ini menghasilkan ion , pH larutan menurun. Seperti dilihat pada hidrolisis ion sama dengan ionisasi . Konstanta kesetimbangan (atau konstanta ionisasi)untuk proses ini adalah

Kb =                                =                  =                          = 5,6 x 10^-10

Penentuan pH

Contoh larutan garam yang bersifat asam adalah NH₄Cl, NH₄Br, (NH₄)₂SO₄.

v  Untuk garam yang memiliki satu kation, seperti NH₄Cl, NH₄Br, berlaku:

NH₄Cl NH₄⁺ + Cl^-

reaksi hidrolisis sebagai berikut:

NH₄⁺(aq) +H₂O(l) NH₄OH(aq) + H⁺(aq)

Tetapan kesetimbangan dari reaksi hidrolisis disebut tetapan hidrolisis dan dilambangkan dengan K_h.

K_h= [NH₄OH][H⁺] /[NH₄⁺]

[H₂O] diabaikan karena jumlah H₂O yang bereaksi jauh lebih kecil daripada H₂O yang berperan sebagai pelarut.

[NH₄OH] selalu sama dengan [ H⁺] sehingga

[NH₄⁺] = [garam] = Cg

maka

Selanjutnya, harga tetapan hidrolisis Kh dapat dikaitkan dengan tetapan ionisasi basa lemah Ka dan tetapan kesetimbangan air Kw

  K_h = K_W/K_b

Sehingga

Ket: Kh: harga tetapan hidrolisis

Kb: tetapan ionisasi basa lemah

Kw: tetapan kesetimbangan air

v  Untuk garam yang memiliki dua kation,seperti (NH₄)₂SO₄, berlaku:

(NH₄)₂SO₄2 NH₄⁺ (aq) + SO₄ ^2-(aq)

[NH₄⁺]= 2 x [(NH₄)₂SO₄] = 2 x  [garam] = 2 x Cg

Selanjutnya, harga tetapan hidrolisis Kh dapat dikaitkan dengan tetapan ionisasi basa lemah Ka dan tetapan kesetimbangan air Kw

  K_h = K_W/K_b

Sehingga

Ket:Kh: harga tetapan hidrolisis

Kb: tetapan ionisasi basa lemah

Kw: tetapan kesetimbangan air

Garam yang Kation Dan Anionnya Terhidrolisis

Untuk garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah, baik kation dan anionnya terhidrolisis. Namun, apakah larutan yang mengandung garam seperti itu bersifat asam, basa atau netral bergantung pada kekuatan relatif asam lemah atau basa lemah tersebut. Karena matematika yang berhubungan dengan jenis system ini agak rumit, hanya prediksi-prediksi kualitatif saja yang dibuat tentang larutannya.kita perhatikan tiga situasi:

·         Kb > Ka. Jika Kb untuk anion lebih besar daripada Ka untuk kation, maka larutan haruslah larutan basa karena anion akan terhidrolisis jauh lebih banyak daripada kation. Pada kesetimbangan, akan lebih banyak ion OH^- dibandingkan ion H⁺.

·         Kb < Ka. Sebaliknya, jika Kb anion lebih kecil daripada Ka kation, larutan merupakan larutan asam karena hidrolisis kation akan lebih banyak daripada anion.

·         Ka ≈ Kb. Jika Ka kira-kira sama dengan Kb, larutan nyaris netral.

Garam yang termasuk jenis ini antara lain:CH₃COONH₄, (NH₄)₂CO₃

CH₃COONH₄ dalam air akan terionisasi sebagai berikut:

              CH₃COONH₄ CH₃COO^- + NH₄⁺

reaksi hidrolisis yang terjadi pada garam CH₃COONH₄:

             CH₃COO^- + H₂OCH₃COOH + OH^-

             NH₄⁺(aq) + H₂O(aq) NH₃(aq) + H₃O⁺(aq)

Pada hasil reaksi terdapat ion OH^- dan H⁺. Jadi garam ini mungkin bersifat basa, asam, atau netral.

pH larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah secara kuantitatif sukar dikaitkan dengan harga Ka dan Kb maupun dengan konsentrasi garam. pH larutan hanya dapat ditentukan secara tepat melalui pengukuran.

Untuk menentukan [H⁺] garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah tentukan dahulu hargaK_h.

Ket:Kh: harga tetapan hidrolisis

Ka: tetapan ionisasi asam lemah

Kb: tetapan ionisasi basa lemah

Kw: tetapan kesetimbangan air
Tabel 1: Sifat Asam Basa dari Garam

Jenis Garam	Contoh	Ion yang Mengalami Hidrolisis	pH Larutan
Kation dari basa kuat; anion dari asam kuat	NaCl, KI, KNO3, RbBr, BaCL	Tidak ada	≈ 7
Kation dari basa kuat; anion dari asam lemah	CH3COONa, KNO2	Anion	> 7
Kation dari basa lemah; anion dari asam kuat	NH4Cl, NH4NO3	Kation	< 7
Kation dari basa lemah; anion dari asam lemah	NH4NO2, CH3COONH4, NH4CN	Anion dan kation	< 7 jika Kb < Ka ≈ 7 jika Kb ≈ Ka > 7 jika Kb > Ka
Kation kecil bermuaran tinggi; anion dari asam kuat	Al(Cl3), Fe(NO3)3	Kation terhidrasi	< 7

Hidrolisis dalam Kehidupan Sehari-hari

 Aplikasi Konsep hidrolisis dalam kehidupan misalnya adalah:

1.      Pelarutan sabun

Garam natrium stearat, C₁₇H₃₅COONa (sabun cuci) akan mengalami hidrolisis jika dilarutkan dalam air , menghasilkan asam stearat dan basanya NaOH.

Reaksi: C₁₇H₃₅COONa + H₂O  C₁₇H₃₅COOH + NaOH

Oleh karena itu, jika garam tersebut digunakan untuk mencuci, airnya harus bersih dan tidak mengandung garam Ca²⁺ atau Mg²⁺ . Garam Ca²⁺ dan Mg²⁺ banyak terdapat dalam air sadah. Jika air yang digunakan mengandung garam garam Ca 2+, terjadi reaksi

2(C₁₇H₃₅COOH) + Ca²⁺(C₁₇H₃₅COO)₂ + H⁺

Sehingga buih yang dihasilkan sangat sedikit. Akibatnya, cucian tidak bersih karena fungsi buih untuk memperluas permukaan kotoran agar mudah larut dalam air.

2.      Penjernihan air

Penjernihan air minum oleh PAM berdasarkan prinsip hidrolisis, yaitu menggunakan senyawa aluminium fosfat yang mengalami hidrolisis total.

Contoh proses hidrolisis dalam industri :

1. Lemak

Lemak + basa   menjadi     sabun + gliserol
Lemak  +  asam  menjadi   asam lemak + gliserol
Lemak + air    menjadi     asam lemak + gliserol
Contoh :

2. Karbohidrat

Termasuk gula, selulosa, tepung (polisakarida), tongkol jagung, sekam padi, dan lain-lain yang mengandung pentosan pada proses hidrolisis menjadi furfural. Juga sebagai bahan baku pembuatan HEXAMETILDIAMIN untuk bahan NYLON.
Contoh :

Hidrolisis tepung menjadi sirup dan dextrose, hasil produksinya tergantung dari :
-kadar pati
-asam
-suhu
- waktu