Pendahuluan
Kimia merupakan salah satu cabang ilmu sains yang sangat penting dan erat kaitannya dengan kehidupan sehari-hari. Pada jenjang SMA, khususnya di Kelas XI, siswa mulai mempelajari konsep-konsep kimia yang lebih spesifik, salah satunya adalah materi hidrolisis garam. Hidrolisis garam merupakan proses terjadinya reaksi antara ion-ion garam dengan air, yang dapat mempengaruhi sifat asam atau basa dari larutan garam tersebut. Pemahaman tentang hidrolisis garam sangat penting karena berkaitan langsung dengan fenomena yang sering ditemui dalam kehidupan, seperti pengaruh garam terhadap pH air, aplikasi dalam industri, serta peranannya dalam sistem biologis.
Artikel ini menyajikan 20 soal pemahaman yang dirancang khusus untuk membantu siswa dalam memahami dan menguasai materi hidrolisis garam sebagai persiapan menghadapi penilaian sumatif akhir semester. Setiap soal disusun berbasis bacaan dan konteks kehidupan nyata, sehingga tidak hanya menguji pengetahuan, tetapi juga kemampuan membaca, memahami konteks, serta menerapkan konsep hidrolisis garam dalam berbagai situasi. Dengan berlatih mengerjakan soal-soal ini, diharapkan siswa dapat meningkatkan pemahaman, keterampilan berpikir ilmiah, serta kesiapan dalam menghadapi ujian akhir semester, sehingga dapat meraih hasil belajar yang optima
Soal Pilihan Ganda
Larutan garam yang mampu mengubah kertas lakmus biru menjadi warna merah adalah larutan garam yang bersifat asam. Larutan garam yang bersifat asam adalah Ammonium klorida.
1. Ammonium klorida
2. Natrium asetat
3. Barium klorida
4. Ammonium sulfat
5. Kalium nitrat
6. Ammonium asetat
Jika dilarutkan dalam air, garam yang akan mengalami hidrolisis parsial adalahโฆ.
Larutan garam yang mengalami hidrolisis sebagian (parsial) adalah larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat atau basa lemah dan asam kuat. Pada daftar di atas, garam yang mengalami hidrolisis parsial adalah ammonium klorida, natrium asetat, dan ammonium sulfat (nomor 1, 2, dan 4).
Perhitungan:
pH = 9, maka \mathrm{pOH} = 14 - 9 = 5
[OH^{-}] = 10^{-5}~\mathrm{M}
Reaksi hidrolisis:
\mathrm{CN^{-}} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{HCN} + \mathrm{OH^{-}}
[OH^-] = \sqrt{K_b \times C}
10^{-5} = \sqrt{10^{-9} \times C}
10^{-10} = 10^{-9} \times C
C = 10^{-1}~\mathrm{M}
Jumlah mol yang diperlukan untuk 3 L:
\text{mol} = M \times V = 0,1 \times 3 = 0,3~\text{mol}
Jadi, garam yang harus dilarutkan adalah 0,3 mol NaCN.
1. CH3COOH
2. NaOH
3. KOH
4. H2SO4
5. NH4OH
Kelima larutan tersebut memiliki konsentrasi yang sama. Jika siswa tersebut ingin membuat garam yang memiliki pH > 7, maka campuran larutan yang tepat adalahโฆ.
Pembahasan:
Garam yang memiliki pH di atas 7 (bersifat basa) dapat dibuat dari reaksi antara asam lemah dan basa kuat, di mana asam dan basa tepat habis bereaksi. Pada pilihan A, CH3COOH (asam lemah) dicampur dengan KOH (basa kuat) dalam jumlah yang sama, sehingga menghasilkan garam natrium asetat yang bersifat basa saat terlarut dalam air.
Pasangan garam yang dapat terhidrolisis secara sempurna adalah pasangan garam yang berasal dari campuran asam lemah dan basa lemah. Pasangan garam yang dapat terhidrolisis secara sempurna adalah amonium karbonat dan amonium asetat.
[\mathrm{OH}^-] = \sqrt{K_h \times [\mathrm{Garam}]}
[\mathrm{OH}^-] = \sqrt{3{,}6 \times 10^{-9} \times 10^{-2}}
[\mathrm{OH}^-] = \sqrt{36 \times 10^{-12}}
[\mathrm{OH}^-] = 6 \times 10^{-6}
\mathrm{pOH} = 6 - \log 6
\mathrm{pH} = 14 - (6 - \log 6)
\mathrm{pH} = 8 + \log 6
\mathrm{pH} = 8{,}8
Semakin besar [H+] maka kekuatan asam semakin kuat atau semakin asam. Urutan senyawa yang benar berdasarkan kenaikan [H+] adalah KOH < KCN < NH4Br < HClO4
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{K_b}}
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{\frac{10^{-14}}{2 \times 10^{-5} \times 8 \times 10^{-7}}}
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{4 \times 10^{-16}}
[\mathrm{H}^+] = 2 \times 10^{-8}
\mathrm{pH} = -\log 2 \times 10^{-8}
\mathrm{pH} = 8 - \log 2
pH dari garam tersebut 7 < x < 8 sehingga bersifat basa lemah.
Salah satu upaya yang dapat dilakukan oleh petani untuk mengatasi pH tanah yang rendah adalah dengan pengapuran yaitu menggunakan senyawa yang bersifat basa. Senyawa yang dapat ditambahkan adalah senyawa garam yang bersifat basa yaitu CaCO3.
Dari tiga perlakuan yang dilakukan diperoleh data seperti dalam tabel berikut:
| CH3COOH Volume | CH3COOH Molaritas | NaOH Volume | NaOH Molaritas |
|---|---|---|---|
| 50 | 0,1 | 50 | 0,1 |
| 50 | 0,2 | 50 | 0,4 |
| 100 | 0,4 | 100 | 0,9 |
Jika harga Ka CH3COOH = 10โปโต, maka urutan kenaikan harga pH larutan campuran yang benar adalah โฆ.
Kenaikan harga pH (semakin basa) dapat dilihat dari besarnya jumlah mol basa yang terlibat dalam reaksi. Semakin besar molaritas basa, semakin besar pula sifat basanya.
| No | Rumus Garam | Uji Lakmus Merah | Uji Lakmus Biru |
|---|---|---|---|
| 1 | NH4NO3 | Merah | Merah |
| 2 | NH4OH | Biru | Biru |
| 3 | NaCl | Merah | Biru |
| 4 | Na2SO4 | Merah | Biru |
| 5 | CH3COONa | Biru | Biru |
| 6 | Ba(OH)2 | Biru | Biru |
Berdasarkan data pada tabel di atas, senyawa yang dapat mengalami hidrolisis sebagian dan dapat menetralkan asam ditunjukkan oleh nomor โฆ.
Senyawa yang dapat mengalami hidrolisis sebagian dan dapat menetralkan asam adalah CH3COONa yaitu suatu garam bersifat basa.
(Ar N =14; H =1: S=32; O =16, dan Kb = 10โปโต)
\mathrm{pH} = 5 - \log 2
[\mathrm{H}^+] = 2 \times 10^{-5}
(\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4 \rightleftharpoons 2\mathrm{NH}_4^+ + \mathrm{SO}_4^{2-}
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{\frac{K_w}{K_b} \times [\mathrm{NH}_4^+]}
[2 \times 10^{-5}]^2 = \frac{10^{-14}}{10^{-5}} \times 2[M]
[2 \times 10^{-5}]^2 = 10^{-9} \times 2[M]
4 \times 10^{-10} = 10^{-9} \times 2[M]
2[M] = 0{,}4
[M] = 0{,}2
\text{Massa } (\mathrm{NH}_4)_2\mathrm{SO}_4 = \text{mol} \times M_r
= M \times V \times M_r
= 0{,}2~\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{L}} \times 0{,}2~\mathrm{L} \times 132~\frac{\mathrm{gram}}{\mathrm{mol}}
= 5{,}28~\mathrm{gram}
X+ (aq) + H2O (l) โ XOH (aq) + H+ (aq)
Di antara senyawa di laboratorium berikut, garam yang dapat mengalami reaksi seperti di atas adalah โฆ.
Di antara senyawa di laboratorium berikut yang dapat mengalami reaksi hidrolisis parsial dan bersifat asam adalah NH4Cl
NH4OH (aq) + HCl (aq) โ NH4Cl (aq) + H2O (l)
Besarnya pH salmiak yang dihasilkan dari 3,36 M larutan NH4Cl bila diketahui Kb NH4OH = 2,1 x 10โปโต adalah ….
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{\frac{K_w}{K_a} [\mathrm{NH}_4^+]}
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{\frac{10^{-14}}{2,1 \times 10^{-5}} \times 3,36}
[\mathrm{H}^+] = \sqrt{16 \times 10^{-10}}
[\mathrm{H}^+] = 4 \times 10^{-5}
\mathrm{pH} = -\log [\mathrm{H}^+]
\mathrm{pH} = -\log 4 \times 10^{-5}
\mathrm{pH} = 5 - \log 4
CH3COOH (aq) + NaOH (aq) โ CH3COONa (aq) + H2O (l).
Besarnya pH larutan garam yang dibuat dari 100 mL CH3COOH 0,15 M dengan 150 mL NaOH 0,1 M adalah โฆ. (Ka CH3COOH = 1,5 x 10โปโถ)
[\mathrm{OH}^-] = \sqrt{\frac{K_w}{K_a} [\mathrm{CH_3COO}^-]}
[\mathrm{OH}^-] = \sqrt{\frac{10^{-14}}{1,5 \times 10^{-5}} \times \frac{15\ \mathrm{mmol}}{250\ \mathrm{mL}}}
[\mathrm{OH}^-] = \sqrt{4 \times 10^{-10}}
[\mathrm{OH}^-] = 2 \times 10^{-5}
\mathrm{pOH} = -\log [\mathrm{OH}^-]
\mathrm{pOH} = -\log 2 \times 10^{-5}
\mathrm{pOH} = 5 - \log 2
\mathrm{pH} = 14 - (5 - \log 2)
\mathrm{pH} = 9 + \log 2
Ka = Kb maka larutan memiliki nilai pH = 7,0
Garam yang terhidrolisis adalah garam yang berasal dari asam lemah atau basa lemah. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat tidak terhidrolisis. NaOCl merupakan garam yang bersifat asam ketika dilarutkan dalam air. Reaksi hidrolisis dari garam NaOCl yang mungkin terjadi adalah sebagai berikut:
OCl– (aq) + H2O (aq) โ HOCl (aq) + OH– (aq)
reaksi antara ammonium hidroksida (NH4OH) dengan asam klorida (HCI) akan menghasilkan garam amonium klorida yang bersifat asam sehingga memiliki pH < 7. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
NH4OH(aq) + HCl(aq) โ NH4Cl(aq) + H2O(l)
I. NaCl
II. NaNO3
III. NaClO4
IV. NaHSO4
V. NaHCO3
Di antara senyawa di atas, garam yang memiliki pH yang paling besar dan baik untuk menetralkan asam adalah โฆ.
Garam yang memiliki pH yang paling kuat untuk menetralkan asam adalah garam yang memiliki sifat basa paling kuat yaitu NaHCO3.
Reaksi pembentukan garam serta proses ionisasi yang tepat dari natrium karbonat (Na2CO3) adalah H2CO3(aq) + 2NaOH(aq) โ Na2CO3(aq) + 2H2O(l), Na2CO3(aq) โ 2Na+(aq) + CO32-(aq)