Apa yang terjadi jika kertas lakmus merah dan biru dicelupkan ke dalam larutan CH3COONa 0,1 M (K = 1x10-5)? Jelaskan alasannya dan buktikan dengan perhitungan! 

Di soal ini kita diminta buat jelasin dan buktiin dengan perhitungan, apa yang terjadi saat kertas lakmus merah dan biru dicelupkan ke dalam larutan \(CH_3COONa\) 0,1 M, sehingga konsep yang digunakan adalah menentukan pH larutan garam.

Penjelasan Konsep

Kalian pasti udah gak asing lagi kan sama garam? Tiap hari hampir makan makanan yang mengandung garam. Garam menjadi bumbu utama yang wajib ada di dapur, karena kalau gak ada garam nanti gak ada rasa asinnya. Tapi tahukah kamu? Tidak semua garam rasanya asin lho dan garam tidak terbatas hanya garam dapur saja. Pupuk yang digunakan untuk pertumbuhan tanaman juga ada yang terbuat dari garam lho, misalnya amonium sulfat. Kok bisa yang namanya garam gak asin? Jadi, kalau kita ngomongin garam di kimia itu nanti ada yang bersifat netral, asam, dan basa. Mengapa bisa begitu? Kalian perlu ingat nih, kalau garam itu kan zat hasil reaksi antara asam dan basa. Kekuatan asam dan basa yang direaksikan akan sangat menentukan sifat dan nilai pH garam yang terbentuk.

Ok, sekarang kita bahas yuk contoh-contoh garam yang terbentuk dari macam-macam asam dan basa:

1) Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat akan bersifat netral dan memiliki pH = 7.
Contoh: \(NaOH + HCl → NaCl + H_2O\)

2) Garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah akan bersifat asam dan memiliki pH < 7.
Contoh: \(H_2SO_4 + 2NH_4OH → (NH_4)_2SO_4 + 2H_2O\)

3) Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat akan bersifat basa dan memiliki pH > 7.
Contoh: \(HNO_2 + KOH → KNO_2 + H_2O\)

4) Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah sifatnya bergantung nilai Ka dan Kb-nya, jika:
<ul><li>Ka = Kb, garam bersifat netral</li><li>Ka > Kb, garam bersifat asam</li><li>Ka < Kb, garam bersifat basa</li></ul>

Contoh: \(HF + NH_4OH → NH_4F + H_2O\)

Bagaimana suatu garam bisa bersifat asam atau basa? Jadi, kalau kation atau anion pada garam mengalami reaksi penguraian dengan air bisa menghasilkan larutan yang bersifat asam atau basa karena terbentuk ion \(H^+\) atau \(OH^-\). Reaksi ini disebut dengan reaksi hidrolisis garam. Hidrolisis garam ini ada tiga macam:

a) Hidrolisis garam sempurna terjadi jika garam terbentuk dari asam lemah dan basa lemah. Contohnya:
\(CH_3COOH + NH_4OH → CH_3COONH_4 + H_2O\)

Reaksi ionisasi garam:
\(CH_3COONH_4 → CH_3COO^- + NH_4^+\)

Reaksi hidrolisis:
\(CH_3COO^- + H_2O ⇌ CH_3COOH + OH^-\)

\(NH_4^+ + H_2O ⇌ NH_4OH + H^+\)

Sifat garam bergantung pada nilai Ka dan Kb-nya.

b) Hidrolisis garam sebagian terjadi jika salah satu asam atau basa pembentuk garamnya bersifat lemah. Contoh reaksi antara asam kuat dan basa lemah:
\(H_2SO_4 + 2NH_4OH → (NH_4)_2SO_4 + 2H_2O\)

Reaksi ionisasi garam:
\((NH_4)_2SO_4 → 2NH_4^+ + SO_4^{2-}\)

Reaksi hidrolisis garam:
\(NH_4^+ + H_2O ⇌ NH_4OH + H^+\)

Jadi, jika kation pada garam bereaksi dengan air maka akan menghasilkan ion \(H^+\) sehingga garamnya bersifat asam.

Contoh reaksi antara asam lemah dan basa kuat:
\(HNO_2 + KOH → KNO_2 + H_2O\)

Reaksi ionisasi garam:
\(KNO_2 → K^+ + NO_2^-\)

Reaksi hidrolisis garam:
\(NO_2^- + H_2O ⇌ HNO_2 + OH^-\)

Jadi, jika anion pada garam bereaksi dengan air maka akan menghasilkan ion \(OH^-\) sehingga garamnya bersifat basa.

c) Garam tidak bisa mengalami hidrolisis jika garamnya berasal dari asam kuat dan basa kuat.
Contoh:
\(NaOH + HCl → NaCl + H_2O\)

Reaksi ionisasi garam:
\(NaCl → Na^+ + Cl^-\)

Jadi, bisa disimpulkan bahwa kation dan anion yang berasal dari asam dan basa lemah saja yang bisa mengalami reaksi hidrolisis.

Nah, sekarang sudah tahu kan penyebab garam bisa bersifat asam, basa, maupun netral. Lalu bagaimana nih cara menentukan pH dari suatu garam? pH garam bisa kita tentukan dengan:
1) Garam yang bersifat asam:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-79/LessonId-63/ModuleId-2/QuestionCode-21IGDIXWR1W/garam asam.png" />
2) Garam yang bersifat basa:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-79/LessonId-63/ModuleId-2/QuestionCode-21IGDIXWR1W/garam basa.png" />
3) Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-79/LessonId-63/ModuleId-2/QuestionCode-21IGDIXWR1W/pH garam lemah.png" />
Sekarang kita jawab soalnya yuk. Di soal ini kita diminta buat jelasin apa yang terjadi saat kertas lakmus merah dan biru dicelupkan ke dalam larutan \(CH_3COONa\) 0,1 M. Nah, buat tahu apa yang terjadi, kita harus analisis terlebih dahulu larutan yang kita punya. 

\(CH_3COONa\) berasal dari asam lemah \(CH_3COOH\) dan basa kuat \(NaOH\). Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat akan bersifat basa karena anion garamnya mengalami hidrolisis. Nah, supaya lebih jelas, yuk kita buatkan reaksi ionisasi dan hidrolisis garamnya:

Ionisasi garam:
\(CH_3COONa → CH_3COO^- + Na^+\)

Hidrolisis:
\(CH_3COO^- + H_2O ⇌ HCOOH + OH^-\)
Ion \(OH^-\) yang dihasilkan inilah yang menyebabkan garam bersifat basa.

Jadi, ketika kita celupkan lakmus merah ke dalam larutan \(CH_3COONa\) maka warna merah pada lakmus akan berubah menjadi biru, sedangkan warna kertas lakmus biru tidak berubah. Hal ini menunjukkan kalau larutan tersebut bersifat basa. 

Jika kita buktikan dengan perhitungan, seharusnya larutan basa akan memiliki pH > 7. Untuk itu, yuk kita hitung pH larutan garam \(CH_3COONa\) menggunakan rumus pH garam basa:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-79/LessonId-63/ModuleId-2/QuestionCode-21IGDIXWR1W/pH garam.png" />

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjabaran di atas dapat disimpulkan bahwa ketika kertas lakmus merah dicelupkan ke dalam larutan \(CH_3COONa\) 0,1 M akan berubah menjadi biru, sementara lakmus biru tetap biru. Hal ini karena larutan tersebut merupakan garam yang bersifat basa dengan pH sebesar 9.