HIDROLISIS

HIDROLISIS

1.    Pengertian Hidrolisis

Pada bab larutan asam basa, dijelaskan bahwa reaksi antara asam dan basa akan menghasilkan garam dan reaksinya disebut dengan reaksi penetralan. Karena penjelasan tersebut banyak yang menyebutkan bahwa sifat garam adalah netral atau memiliki nilai pH=7,00. Namun pada kenyataannya banyak kita jumpai garam-garam yang mempunyai nilai pH>7,00 atau pH<7,00, itu artinya garam tersebut tidak bersifat netral.

Perbedaan sifat suatu garam disebabkan reaksi antara ion-ionnya dengan molekul-molekul air. Jika suatu garam dilarutkan dalam air, maka garam akan terurai membentuk ion-ionnya yang dapat bergerak bebas di dalam larutan. Pada keadaan tertentu ion-ion tersebut dapat berperilaku sebagai asam atau basa, bergantung pada sifat ion-ion yang terdapat dalam larutan. Jika ion-ion ditambahkan kedalam air murni, ion-ion ini akan memasuki suatu lingkungan air, dimana molekul air berada dalam keadaan kesetimbangan dengan ion hidronium dan ion hidroksida sebagai hasil dari swaionisasi air. Persamaan reaksi swaionisasi air :

H₂O(l) --> H⁺⁽aq) + OH^–(aq)  atau

2H₂O(l) -->  H₃O⁺(aq) + OH^–(aq)

Penambahan garam dapat mempengaruhi kesetimbangan swaionisasi air. Garam-garam yang terlarut di dalam air mungkin terhidrasi atau terhidrolisis. Suatu garam dikatakan terhidrasi di dalam pelarut air jika ionionnya dikelilingi oleh molekul air akibat antaraksi dipol antara ion-ion garam dan molekul air. Antaraksi ion-ion garam dan molekul air membentuk kesetimbangan namun tidak memengaruhi pH larutan. Suatu garam dikatakan terhidrolisis di dalam pelarut air jika ionionnya bereaksi dengan molekul air. Reaksi ion-ion garam dan air membentuk kesetimbangan yang memengaruhi pH larutan.

a.    Hidrasi Kation dan Anion

Hidrasi kation terjadi karena adanya antaraksi antara muatan positif kation dan pasangan elektron bebas dari atom oksigen dalam molekul air. Kation yang dapat dihidrasi adalah kation-kation lemah, seperti ion kalium (K⁺), yaitu kation yang memiliki ukuran besar dengan muatan listrik rendah atau kation yang memiliki polarisasi rendah. Kation seperti ini memiliki kemampuan mempertahankan lingkungan molekul air secara lemah, sehingga molekul air tetap bergerak secara bebas dalam kesetimbangannya. Kation-kation seperti ini berasal dari basa kuat, seperti Na⁺, K⁺, dan Ca^2+. Contohnya:

K⁺(aq) + nH₂O(l) -->  [K(H₂O)n]⁺

Anion-anion yang dihidrasi adalah anion dari asam kuat, sehingga tidak dapat mempertahankan proton dari molekul air. Anion-anion ini dihidrasi melalui antaraksi dengan atom hidrogen dari air. Misalnya:

NO^{2- (}aq) + mH₂O(l) -->  [NO₃(H₂O)m]^–

b.    Hidrolisis Kation dan Anion

Kation-kation garam yang berasal dari basa lemah di dalam air dapat mengubah larutan menjadi asam, seperti Al^3+, NH^4+, Li⁺, Be²⁺ dan Cu^2+. Karena kation-kation tersebut mempunyai muatan yang besar, maka dapat menarik gugus OH^– dari molekul air dan meninggalkan sisa proton (H⁺) sehingga larutan bersifat asam. Reaksi antara H₂O dan kation logam membentuk kesetimbangan. Dalam hal ini, molekul H₂O berperan sebagai basa Lewis atau akseptor proton menurut Bronsted-Lowry. Contohnya:

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

Al³⁺⁽aq) + 3H₂O(l)  -->  Al(OH)₃(aq) + 3H⁺(aq)

Anion-anion hasil pelarutan garam yang berasal dari asam lemah dapat mengubah pH larutan menjadi bersifat basa karena bereaksi dengan molekul air. Anion-anion seperti ini mempunyai muatan negatif yang besar, maka dapat menarik proton (H⁺) dari molekul air dan meninggalkan sisa ion OH^– yang menyebabkan larutan garam bersifat basa. Contohnya:

F^–(aq) + H₂O(l) -->  HF(aq) + OH^–(aq)

CN^–(aq) + H₂O(l) -->  HCN(aq) + OH^–(aq)

Semua garam yang anionnya berasal dari asam lemah, seperti CH₃COONa, KCN, NaF, dan Na₂S akan terhidrolisis ketika dilarutkan di dalam air menghasilkan larutan garam yang bersifat basa. Reaksi kation atau anion dengan molekul air disebut hidrolisis. Dengan kata lain, hidrolisis adalah reaksi ion dengan air yang menghasilkan basa konjugat dan ion hidronium atau asam konjugat dan ion hidroksida

2.    Jenis-jenis garam

Semua garam yang larut dalam air akan terionisasi membentuk ionionnya. Ion-ion yang dihasilkan dalam larutan tersebut dapat mengalami reaksi hidrolisis. Reaksi hidrolisis yang terjadi dapat mengubah sifat larutan.

a.    Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat

NaCl adalah salah satu contoh garam yang terbentuk dari asam kuat dan basa kuat. Ketika dilarutkan dalam air, garam NaCl akan terionisasi menjadi ion Na⁺ dan ion Cl^-. Ion Na⁺ adalah kation yang berasal dari suatu basa kuat. Ion-ion ini mempunyai ukuran yang relatif besar, namun muatannya kecil sehingga ketika dilarutkan dalam air, ion-ion ini tidak memiliki kemampuan untuk menarik ion H⁺ dari molekul air. Ion Cl^- adalah anion yang berasal dari asam kuat. Ion-ion ini mempunyai ukuran yang relatif besar, namun muatannya kecil sehingga ketika dilarutkan dalam air, ion-ion ini tidak memiliki kemampuan untuk menarik ion OH^- dari molekul air. Oleh karena ion-ion dari garamnya tidak ada yang bereaksi dengan molekul air, maka garam-garam seperti ini tidak dapat mengalami hidrolisis ketika dilarutkan dalam air. Selain itu, karena tidak adanya perubahan konsentrasi ion H⁺ dan ion OH^- dalam larutan, maka larutan cenderung bersifat netral.

b.    Garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah

NH₄Cl adalah salah satu contoh garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa kuat. Ketika dilarutkan dalam air, garam NH₄Cl akan terionisasi menjadi ion NH₄⁺ dan ion Cl^-. Ion Cl^- adalah anion yang berasal dari suatu asam kuat. Ion-ion ini mempunyai ukuran yang relatif besar, namun muatannya kecil sehingga ketika dilarutkan dalam air, ion-ion ini tidak memiliki kemampuan untuk menarik ion H⁺ dari molekul air. Ion NH₄⁺ adalah kation dari suatu basa lemah, ion ini memiliki ukuran yang relatif kecil dan muatannya besar, sehingga ketika dilarutkan dalam air ion ini mudah menarik ion OH^- dari molekul air atau dengan kata lain bereaksi dengan molekul air. Karena dalam larutan mengalami pengurangan jumlah ion OH⁺ (terjadi pebambahan ion H⁺/ nilai pH berkurang) maka larutan cenderung bersifat asam. Persamaan reaksi hidrolisis NH₄Cl :

NH₄Cl                        _-->                 NH₄⁺ (aq) + Cl^- (aq)

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

c.    Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat

CH₃COONa adalah salah satu contoh garam yang terbentuk dari asam lemah dan basa kuat. Ketika dilarutkan dalam air, garam CH₃COONa akan terionisasi menjadi ion Na⁺ dan ion CH₃COO^-. Ion Na⁺ adalah kation yang berasal dari suatu basa kuat. Ion-ion ini mempunyai ukuran yang relatif besar, namun muatannya kecil sehingga ketika dilarutkan dalam air, ion-ion ini tidak memiliki kemampuan untuk menarik ion OH^- dari molekul air. Ion CHCOO^- adalah anion dari suatu asam lemah, ion ini memiliki ukuran yang relatif kecil dan muatannya besar, sehingga ketika dilarutkan dalam air ion ini mudah menarik ion H⁺ dari molekul air atau dengan kata lain bereaksi dengan molekul air. Karena dalam larutan mengalami pengurangan jumlah ion H⁺ (nilai pH bertambah) maka larutan cenderung bersifat basa. Persamaan reaksi hidrolisis CH₃COONa :

CH₃COONa            _-->                 2Na⁺ (aq) + CO₃^2- (aq)

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

d.   Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah

CH₃COONH₄ adalah salah satu contoh garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah. Ketika dilarutkan dalam air, garam CH₃COONH₄ akan terionisasi menjadi ion CH₃COO^- dan ion NH₄⁺. Kedua ion ini ketika dilarutkan dalam air sama-sama akan bereaksi dengan molekul air atau mengalami hidrolisis. Untuk menentukan sifat garam tersebut dapat dilakukan dengan membandingkan harga K_a untuk ion asam konjugat terhadap harga K_b dari ion basa konjugat Jika nilai K_a lebih besar darinilai K_b, larutan akan bersifat asam. Sebaliknya, jika nilai K_b lebih besardari nilai K_a, larutan akan bersifat basa. Jika nilai K_a dan nilai K_b sama,larutan bersifat netral