Materi Kimia: Hidrolisis Garam

Setelah menguasai perhitungan pH untuk larutan asam dan basa murni, kita akan melanjutkan ke fenomena menarik yang terjadi ketika garam dilarutkan dalam air: hidrolisis. Tidak semua garam menghasilkan larutan netral ketika dilarutkan dalam air; beberapa bersifat asam, beberapa basa, dan ada pula yang netral. Sifat ini bergantung pada asal-usul pembentukan garam tersebut.

Dalam bagian ini, kita akan mempelajari bagaimana ion-ion garam dapat bereaksi dengan air mengubah pH larutan, memahami empat jenis garam berdasarkan kombinasi asam dan basa pembentuknya, serta melakukan perhitungan pH untuk berbagai jenis larutan garam.

1. Konsep Hidrolisis Garam

Definisi Hidrolisis Garam

Hidrolisis garam adalah reaksi antara ion-ion garam dengan air yang menghasilkan larutan bersifat asam atau basa. Tidak semua garam mengalami hidrolisis - hanya garam yang berasal dari asam lemah atau basa lemah.

Ketika garam dilarutkan dalam air, ion-ionnya dapat bereaksi dengan molekul air. Reaksi ini dapat mengubah pH larutan:

Jika garam berasal dari asam lemah dan basa kuat, larutan bersifat basa
Jika garam berasal dari asam kuat dan basa lemah, larutan bersifat asam
Jika garam berasal dari asam lemah dan basa lemah, sifat larutan tergantung kekuatan relatif asam dan basa
Jika garam berasal dari asam kuat dan basa kuat, tidak terjadi hidrolisis, larutan bersifat netral

Prinsip Dasar: Hidrolisis terjadi karena ion dari asam lemah atau basa lemah bereaksi dengan air untuk membentuk kembali asam lemah atau basa lemah asalnya, sehingga menggeser kesetimbangan dan mengubah konsentrasi H⁺ atau OH^-.

2. Jenis-Jenis Hidrolisis Garam

Jenis 1: Garam dari Asam Kuat dan Basa Kuat

Contoh: NaCl (dari HCl dan NaOH), KNO₃ (dari HNO₃ dan KOH)

Sifat larutan: Netral (pH = 7)

Alasan: Tidak ada hidrolisis karena baik kation maupun anion tidak bereaksi dengan air.

NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl^-(aq)

Ion Na⁺ berasal dari basa kuat (NaOH) dan ion Cl^- berasal dari asam kuat (HCl), keduanya tidak bereaksi dengan air.

Jenis 2: Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat

Contoh: CH₃COONa (dari CH₃COOH dan NaOH), KCN (dari HCN dan KOH)

Sifat larutan: Basa (pH > 7)

Mekanisme: Anion dari asam lemah bereaksi dengan air (terhidrolisis), menghasilkan OH^-.

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

Anion CH₃COO^- (dari asam lemah) menarik H⁺ dari air, menghasilkan OH^-.

Jenis 3: Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah

Contoh: NH₄Cl (dari HCl dan NH₃), AlCl₃ (dari HCl dan Al(OH)₃)

Sifat larutan: Asam (pH < 7)

Mekanisme: Kation dari basa lemah bereaksi dengan air (terhidrolisis), menghasilkan H⁺.

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

Kation NH₄⁺ (dari basa lemah) memberikan H⁺ ke air, menghasilkan H₃O⁺.

Jenis 4: Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

Contoh: CH₃COONH₄ (dari CH₃COOH dan NH₃), NH₄CN (dari HCN dan NH₃)

Sifat larutan: Tergantung perbandingan K_a dan K_b

Jika K_a = K_b → netral (pH = 7)
Jika K_a > K_b → asam (pH < 7)
Jika K_a < K_b → basa (pH > 7)

Mekanisme: Baik kation maupun anion terhidrolisis.

NH₄⁺(aq) + CH₃COO^-(aq) + H₂O(l) ⇌ NH₃(aq) + CH₃COOH(aq)

Jenis Garam	Contoh	Ion yang Terhidrolisis	Sifat Larutan	pH
Asam kuat + Basa kuat	NaCl, KNO₃, Ba(NO₃)₂	Tidak ada	Netral	= 7
Asam lemah + Basa kuat	CH₃COONa, KCN, NaF	Anion (A^-)	Basa	> 7
Asam kuat + Basa lemah	NH₄Cl, AlCl₃, FeCl₃	Kation (B⁺)	Asam	< 7
Asam lemah + Basa lemah	CH₃COONH₄, NH₄CN	Kation dan Anion	Tergantung K_a/K_b	< 7, = 7, atau > 7

3. Tetapan Hidrolisis (K_h)

Definisi Tetapan Hidrolisis

Tetapan hidrolisis (K_h) adalah tetapan kesetimbangan untuk reaksi hidrolisis. Nilai K_h berhubungan dengan tetapan ionisasi air (K_w) dan tetapan asam (K_a) atau tetapan basa (K_b).

Rumus Tetapan Hidrolisis:

1. Untuk garam dari asam lemah dan basa kuat (anion terhidrolisis):

$$ K_h = \frac{K_w}{K_a} $$

dimana K_w = 10^-14 pada 25°C, dan K_a = tetapan ionisasi asam lemah

2. Untuk garam dari asam kuat dan basa lemah (kation terhidrolisis):

$$ K_h = \frac{K_w}{K_b} $$

dimana K_b = tetapan ionisasi basa lemah

3. Untuk garam dari asam lemah dan basa lemah (keduanya terhidrolisis):

$$ K_h = \frac{K_w}{K_a \times K_b} $$

Hubungan penting: Semakin lemah asam (K_a kecil), maka K_h untuk garamnya semakin besar, sehingga hidrolisis lebih sempurna dan pH lebih jauh dari 7. Begitu juga sebaliknya.

4. Rumus Perhitungan pH Garam

A. Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat

Contoh: CH₃COONa, NaCN, KF

Rumus [OH^-]:

$$ [OH^-] = \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_a}} = \sqrt{K_h \times [G]} $$

dimana [G] = konsentrasi garam

Rumus pOH:

$$ \text{pOH} = \frac{1}{2}\text{p}K_w - \frac{1}{2}\text{p}K_a - \frac{1}{2}\log[G] $$

Rumus pH:

$$ \text{pH} = 7 + \frac{1}{2}\text{p}K_a + \frac{1}{2}\log[G] $$

B. Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah

Contoh: NH₄Cl, AlCl₃, Fe(NO₃)₃

Rumus [H⁺]:

$$ [H^+] = \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_b}} = \sqrt{K_h \times [G]} $$

Rumus pH:

$$ \text{pH} = 7 - \frac{1}{2}\text{p}K_b - \frac{1}{2}\log[G] $$

C. Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

Contoh: CH₃COONH₄, NH₄CN

Rumus [H⁺]:

$$ [H^+] = \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{K_b}} $$

Rumus pH:

$$ \text{pH} = 7 + \frac{1}{2}\text{p}K_a - \frac{1}{2}\text{p}K_b $$

Catatan: pH tidak bergantung pada konsentrasi garam!

Penting: Rumus-rumus di atas hanya berlaku jika derajat hidrolisis (h) < 5%. Jika h > 5%, harus menggunakan persamaan kuadrat.

5. Contoh Perhitungan: Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat

Contoh 1: Larutan CH₃COONa 0,1 M

Diketahui K_a CH₃COOH = 1,8 × 10^-5

Langkah 1: Identifikasi jenis garam

CH₃COONa berasal dari asam lemah (CH₃COOH) dan basa kuat (NaOH)

Anion CH₃COO^- akan terhidrolisis: CH₃COO^- + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH^-

Langkah 2: Hitung [OH^-]

$$ \begin{aligned} [OH^-] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_a}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,1}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-15}}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} \\ &= 7,46 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pOH dan pH

$$ \begin{aligned} \text{pOH} &= -\log[OH^-] \\ &= -\log(7,46 \times 10^{-6}) \\ &= 5,127 \\ \text{pH} &= 14 - \text{pOH} \\ &= 14 - 5,127 \\ &= 8,873 \approx 8,87 \end{aligned} $$

Langkah 4: Verifikasi dengan rumus langsung

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= 7 + \frac{1}{2}\text{p}K_a + \frac{1}{2}\log[G] \\ &= 7 + \frac{1}{2}(-\log(1,8 \times 10^{-5})) + \frac{1}{2}\log(0,1) \\ &= 7 + \frac{1}{2}(4,745) + \frac{1}{2}(-1) \\ &= 7 + 2,3725 - 0,5 \\ &= 8,8725 \approx 8,87 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan CH₃COONa 0,1 M adalah 8,87 (bersifat basa)

Contoh 2: Larutan NaCN 0,01 M

Diketahui K_a HCN = 4,9 × 10^-10

Langkah 1: Identifikasi jenis garam

NaCN berasal dari asam lemah (HCN) dan basa kuat (NaOH)

Anion CN^- akan terhidrolisis: CN^- + H₂O ⇌ HCN + OH^-

Langkah 2: Hitung [OH^-]

$$ \begin{aligned} [OH^-] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_a}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,01}{4,9 \times 10^{-10}}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-16}}{4,9 \times 10^{-10}}} \\ &= \sqrt{2,04 \times 10^{-7}} \\ &= 4,52 \times 10^{-4} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pOH dan pH

$$ \begin{aligned} \text{pOH} &= -\log[OH^-] \\ &= -\log(4,52 \times 10^{-4}) \\ &= 3,345 \\ \text{pH} &= 14 - \text{pOH} \\ &= 14 - 3,345 \\ &= 10,655 \approx 10,66 \end{aligned} $$

Langkah 4: Cek derajat hidrolisis

$$ \begin{aligned} h &= \frac{[OH^-]}{[G]} \times 100\% \\ &= \frac{4,52 \times 10^{-4}}{0,01} \times 100\% \\ &= 4,52\% < 5\% \end{aligned} $$

Rumus pendekatan masih valid.

Jawaban: pH larutan NaCN 0,01 M adalah 10,66 (bersifat basa)

Contoh 3: Larutan KF 0,2 M

Diketahui K_a HF = 6,8 × 10^-4

Langkah 1: Hitung [OH^-]

$$ \begin{aligned} [OH^-] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_a}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,2}{6,8 \times 10^{-4}}} \\ &= \sqrt{\frac{2 \times 10^{-15}}{6,8 \times 10^{-4}}} \\ &= \sqrt{2,94 \times 10^{-12}} \\ &= 1,71 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 2: Hitung pOH dan pH

$$ \begin{aligned} \text{pOH} &= -\log[OH^-] \\ &= -\log(1,71 \times 10^{-6}) \\ &= 5,767 \\ \text{pH} &= 14 - \text{pOH} \\ &= 14 - 5,767 \\ &= 8,233 \approx 8,23 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan KF 0,2 M adalah 8,23 (bersifat basa)

6. Contoh Perhitungan: Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah

Contoh 1: Larutan NH₄Cl 0,1 M

Diketahui K_b NH₃ = 1,8 × 10^-5

Langkah 1: Identifikasi jenis garam

NH₄Cl berasal dari asam kuat (HCl) dan basa lemah (NH₃)

Kation NH₄⁺ akan terhidrolisis: NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Langkah 2: Hitung [H⁺]

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_b}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,1}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-15}}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} \\ &= 7,46 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[H^+] \\ &= -\log(7,46 \times 10^{-6}) \\ &= 5,127 \approx 5,13 \end{aligned} $$

Langkah 4: Verifikasi dengan rumus langsung

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= 7 - \frac{1}{2}\text{p}K_b - \frac{1}{2}\log[G] \\ &= 7 - \frac{1}{2}(-\log(1,8 \times 10^{-5})) - \frac{1}{2}\log(0,1) \\ &= 7 - \frac{1}{2}(4,745) - \frac{1}{2}(-1) \\ &= 7 - 2,3725 + 0,5 \\ &= 5,1275 \approx 5,13 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan NH₄Cl 0,1 M adalah 5,13 (bersifat asam)

Contoh 2: Larutan AlCl₃ 0,05 M

Diketahui Al(OH)₃ adalah basa lemah dengan K_b = 1,3 × 10^-9

Langkah 1: Perhatikan AlCl₃ terionisasi menghasilkan Al³⁺

AlCl₃ → Al³⁺ + 3Cl^-

Kation Al³⁺ akan terhidrolisis bertahap:

Al³⁺ + H₂O ⇌ Al(OH)²⁺ + H⁺

Langkah 2: Hitung [H⁺]

Karena hidrolisis bertahap, kita anggap tahap pertama dominan:

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_b}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,05}{1,3 \times 10^{-9}}} \\ &= \sqrt{\frac{5 \times 10^{-16}}{1,3 \times 10^{-9}}} \\ &= \sqrt{3,85 \times 10^{-7}} \\ &= 6,20 \times 10^{-4} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[H^+] \\ &= -\log(6,20 \times 10^{-4}) \\ &= 3,208 \approx 3,21 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan AlCl₃ 0,05 M adalah 3,21 (bersifat asam kuat)

Contoh 3: Larutan (NH₄)₂SO₄ 0,02 M

Diketahui K_b NH₃ = 1,8 × 10^-5

Langkah 1: Perhatikan (NH₄)₂SO₄ terionisasi

(NH₄)₂SO₄ → 2NH₄⁺ + SO₄^2-

Konsentrasi NH₄⁺ = 2 × 0,02 M = 0,04 M

Langkah 2: Hitung [H⁺]

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times [NH_4^+]}{K_b}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,04}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{\frac{4 \times 10^{-16}}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{2,22 \times 10^{-11}} \\ &= 4,71 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[H^+] \\ &= -\log(4,71 \times 10^{-6}) \\ &= 5,327 \approx 5,33 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan (NH₄)₂SO₄ 0,02 M adalah 5,33 (bersifat asam)

7. Contoh Perhitungan: Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

Contoh 1: Larutan CH₃COONH₄ 0,1 M

Diketahui K_a CH₃COOH = 1,8 × 10^-5 dan K_b NH₃ = 1,8 × 10^-5

Langkah 1: Identifikasi jenis garam

CH₃COONH₄ berasal dari asam lemah (CH₃COOH) dan basa lemah (NH₃)

Baik kation NH₄⁺ maupun anion CH₃COO^- terhidrolisis.

Langkah 2: Hitung [H⁺]

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{K_b}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 1,8 \times 10^{-5}}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{10^{-14}} \\ &= 10^{-7} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[H^+] \\ &= -\log(10^{-7}) \\ &= 7 \end{aligned} $$

Langkah 4: Verifikasi dengan rumus pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= 7 + \frac{1}{2}\text{p}K_a - \frac{1}{2}\text{p}K_b \\ &= 7 + \frac{1}{2}(-\log(1,8 \times 10^{-5})) - \frac{1}{2}(-\log(1,8 \times 10^{-5})) \\ &= 7 + \frac{1}{2}(4,745) - \frac{1}{2}(4,745) \\ &= 7 + 2,3725 - 2,3725 \\ &= 7 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan CH₃COONH₄ 0,1 M adalah 7 (netral) karena K_a = K_b

Contoh 2: Larutan NH₄CN 0,05 M

Diketahui K_a HCN = 4,9 × 10^-10 dan K_b NH₃ = 1,8 × 10^-5

Langkah 1: Hitung [H⁺]

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{K_b}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 4,9 \times 10^{-10}}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{\frac{4,9 \times 10^{-24}}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ &= \sqrt{2,72 \times 10^{-19}} \\ &= 5,22 \times 10^{-10} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 2: Hitung pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[H^+] \\ &= -\log(5,22 \times 10^{-10}) \\ &= 9,282 \approx 9,28 \end{aligned} $$

Langkah 3: Verifikasi dengan rumus pH

$$ \begin{aligned} \text{pH} &= 7 + \frac{1}{2}\text{p}K_a - \frac{1}{2}\text{p}K_b \\ &= 7 + \frac{1}{2}(-\log(4,9 \times 10^{-10})) - \frac{1}{2}(-\log(1,8 \times 10^{-5})) \\ &= 7 + \frac{1}{2}(9,310) - \frac{1}{2}(4,745) \\ &= 7 + 4,655 - 2,3725 \\ &= 9,2825 \approx 9,28 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan NH₄CN 0,05 M adalah 9,28 (bersifat basa) karena K_a < K_b

Perhatikan: pH tidak bergantung pada konsentrasi garam untuk jenis garam ini!

Contoh 3: Garam dengan K_a > K_b

Suatu garam NH₄X 0,1 M memiliki pH = 5. Jika K_b NH₃ = 1,8 × 10^-5, hitung K_a asam HX!

Langkah 1: Analisis jenis garam

NH₄X berasal dari asam lemah HX dan basa lemah NH₃

pH = 5 berarti [H⁺] = 10^-5 M

Langkah 2: Gunakan rumus [H⁺]

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times K_a}{K_b}} \\ 10^{-5} &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times K_a}{1,8 \times 10^{-5}}} \\ (10^{-5})^2 &= \frac{10^{-14} \times K_a}{1,8 \times 10^{-5}} \\ 10^{-10} &= \frac{10^{-14} \times K_a}{1,8 \times 10^{-5}} \\ K_a &= \frac{10^{-10} \times 1,8 \times 10^{-5}}{10^{-14}} \\ K_a &= 1,8 \times 10^{-1} = 0,18 \end{aligned} $$

Jawaban: K_a asam HX adalah 0,18. Karena K_a > K_b, maka pH < 7 sesuai dengan data.

8. Kasus Khusus: Hidrolisis Parsial dan Garam Poliprotik

Contoh: Na₂CO₃ (garam dari asam poliprotik lemah)

Na₂CO₃ berasal dari asam lemah H₂CO₃ (diprotik) dan basa kuat NaOH

Diketahui: K_a1 H₂CO₃ = 4,3 × 10^-7, K_a2 = 5,6 × 10^-11

Langkah 1: Analisis ionisasi

Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃^2-

Ion CO₃^2- terhidrolisis dalam dua tahap, tetapi tahap pertama dominan:

CO₃^2- + H₂O ⇌ HCO₃^- + OH^- (K_h1 = K_w/K_a2)

Langkah 2: Hitung pH larutan Na₂CO₃ 0,1 M

Gunakan K_a2 karena CO₃^2- adalah basa konjugasi dari HCO₃^-

$$ \begin{aligned} [OH^-] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_{a2}}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-14} \times 0,1}{5,6 \times 10^{-11}}} \\ &= \sqrt{\frac{10^{-15}}{5,6 \times 10^{-11}}} \\ &= \sqrt{1,79 \times 10^{-5}} \\ &= 4,23 \times 10^{-3} \text{ M} \end{aligned} $$

Langkah 3: Hitung pOH dan pH

$$ \begin{aligned} \text{pOH} &= -\log(4,23 \times 10^{-3}) = 2,374 \\ \text{pH} &= 14 - 2,374 = 11,626 \approx 11,63 \end{aligned} $$

Jawaban: pH larutan Na₂CO₃ 0,1 M adalah 11,63 (sangat basa)

9. Penerapan dan Terapan Hidrolisis Garam

A. Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Sabun dan Deterjen

Sabun adalah garam natrium atau kalium dari asam lemak (asam karboksilat panjang). Sabun seperti natrium stearat (C₁₇H₃₅COONa) mengalami hidrolisis:

C₁₇H₃₅COONa + H₂O ⇌ C₁₇H₃₅COOH + OH^-

Konsekuensi: Larutan sabun bersifat basa (pH ≈ 8-10). Sifat basa ini membantu mengemulsi minyak dan kotoran.

2. Baking Soda (NaHCO₃) dalam Memasak

Natrium bikarbonat adalah garam amfiprotik yang dapat bersifat asam atau basa:

HCO₃^- + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH^- (sebagai asam)

HCO₃^- + H₂O ⇌ CO₃^2- + H₃O⁺ (sebagai basa)

Aplikasi: Dalam adonan kue, NaHCO₃ bereaksi dengan asam (seperti krim tartar) menghasilkan CO₂ yang mengembangkan adonan.

3. Pupuk Ammonium Sulfat [(NH₄)₂SO₄]

Pupuk ini mengalami hidrolisis asam:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Dampak: Penggunaan berlebihan dapat mengasamkan tanah. Petani perlu menambahkan kapur (CaCO₃) untuk menetralkan keasaman.

4. Obat Antasida (Contoh: Al(OH)₃)

Aluminium hidroksida dalam obat maag mengalami hidrolisis basa:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

AlCl₃ yang terbentuk kemudian terhidrolisis:

Al³⁺ + H₂O ⇌ Al(OH)²⁺ + H⁺

Catatan: Inilah sebabnya beberapa antasida dapat menyebabkan "acid rebound" (peningkatan asam lambung setelah efek obat habis).

B. Penerapan dalam Industri

1. Pengolahan Air (Water Treatment)

Koagulan seperti aluminium sulfat (Al₂(SO₄)₃) dan feri klorida (FeCl₃) digunakan untuk menjernihkan air. Ion Al³⁺ dan Fe³⁺ terhidrolisis membentuk endapan yang mengikat kotoran:

Al³⁺ + 3H₂O → Al(OH)₃(s) + 3H⁺

Endapan Al(OH)₃ mengadsorpsi partikel koloid dan membentuk flok yang mudah disaring.

2. Industri Tekstil (Pencelupan)

Garam aluminium asetat (Al(CH₃COO)₃) digunakan sebagai mordan (penghubung) antara serat dan zat warna. Hidrolisis menghasilkan Al(OH)₃ yang mengendap pada serat, membantu fiksasi warna.

3. Fotografi

Larutan natrium tiosulfat (Na₂S₂O₃) digunakan sebagai fiksator. Hidrolisis parsial menghasilkan ion HS^- yang membantu melarutkan perak halida yang tidak terekspos.

C. Terapan Teoritis dan Konseptual

1. Buffer Alamiah dalam Darah

Sistem penyangga fosfat (H₂PO₄^-/HPO₄^2-) dalam darah dan cairan sel merupakan contoh garam yang mengalami hidrolisis parsial:

H₂PO₄^- ⇌ H⁺ + HPO₄^2- (K_a2 = 6,2 × 10^-8)

Sistem ini efektif pada pH fisiologis (7,35-7,45) karena pK_a2 = 7,21.

2. Pengaturan pH Tanah

Tanah mengandung garam-garam yang terhidrolisis yang berperan sebagai buffer alami:

Tanah asam: Dominan garam dari basa lemah (NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄)
Tanah basa: Dominan garam dari asam lemah (Na₂CO₃, NaHCO₃)
Kapur pertanian: CaCO₃ (mengalami hidrolisis basa) untuk menaikkan pH tanah asam

3. Korosi Logam

Hidrolisis garam mempengaruhi korosi:

Fe²⁺ + 2H₂O ⇌ Fe(OH)₂ + 2H⁺

Produksi H⁺ menurunkan pH lokal, mempercepat korosi lebih lanjut (reaksi autokatalitik).

D. Contoh Terapan dalam Analisis Kimia

1. Penentuan K_a atau K_b Melalui pH Garam

Dari pengukuran pH larutan garam, kita dapat menentukan tetapan ionisasi asam atau basa lemah pembentuknya.

Contoh: Larutan NH₄Cl 0,1 M memiliki pH = 5,13. Tentukan K_b NH₃!

Langkah 1: pH = 5,13 → [H⁺] = 10^-5,13 = 7,41 × 10^-6 M

Langkah 2: Untuk garam dari asam kuat + basa lemah:

$$ \begin{aligned} [H^+] &= \sqrt{\frac{K_w \times [G]}{K_b}} \\ (7,41 \times 10^{-6})^2 &= \frac{10^{-14} \times 0,1}{K_b} \\ 5,49 \times 10^{-11} &= \frac{10^{-15}}{K_b} \\ K_b &= \frac{10^{-15}}{5,49 \times 10^{-11}} = 1,82 \times 10^{-5} \end{aligned} $$

Hasil: K_b NH₃ = 1,82 × 10^-5 (nilai literatur: 1,8 × 10^-5)

2. Identifikasi Sifat Garam dalam Obat

Obat sering diformulasi sebagai garam untuk meningkatkan kelarutan. Contoh:

Aspirin (asam asetilsalisilat): Sering dibuat sebagai garam natrium (larut) atau kalsium
Kloramfenikol: Digunakan sebagai garam natrium suksinat untuk injeksi
Penisilin: Umumnya sebagai garam natrium atau kalium

Pemilihan garam mempertimbangkan: kelarutan, stabilitas, pH larutan (dari hidrolisis), dan bioavailabilitas.

E. Fenomena Alam yang Melibatkan Hidrolisis Garam

1. Hujan Asam dan Netralisasi Alami

Danau dengan batuan dasar kapur (kalsium karbonat) lebih tahan terhadap hujan asam karena:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ ⇌ Ca²⁺ + 2HCO₃^-

Ion HCO₃^- terhidrolisis menghasilkan OH^- yang menetralkan keasaman:

HCO₃^- + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH^-

2. Kesadahan Air

Air sadah mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ yang berasal dari garam-garam terlarut. Ketika dipanaskan, terjadi hidrolisis dan pengendapan:

Ca²⁺ + 2HCO₃^- → CaCO₃(s) + CO₂ + H₂O

Endapan CaCO₃ inilah yang disebut kerak pada ketel dan pipa air panas.

3. Pembentukan Batu Kapur di Gua

Proses pembentukan stalaktit dan stalagmit melibatkan hidrolisis reversibel kalsium bikarbonat:

Ca(HCO₃)₂ ⇌ CaCO₃(s) + CO₂ + H₂O

Ketika air mengandung CO₂ tinggi, CaCO₃ larut membentuk Ca(HCO₃)₂. Saat CO₂ dilepaskan, terjadi reaksi sebaliknya dan CaCO₃ mengendap.

Ringkasan Penting: Hidrolisis garam bukan hanya konsep teoritis tetapi memiliki aplikasi luas dalam kehidupan sehari-hari, industri, farmasi, dan lingkungan. Pemahaman tentang hidrolisis garam membantu kita menjelaskan fenomena seperti sifat basa sabun, pengasaman tanah oleh pupuk, mekanisme kerja antasida, dan proses alam seperti pembentukan stalaktit.

10. Ringkasan dan Tips

Alur Menentukan pH Garam:

Identifikasi asam dan basa pembentuk garam (kuat atau lemah)
Tentukan jenis hidrolisis berdasarkan tabel klasifikasi
Gunakan rumus yang sesuai:
- Asam kuat + Basa kuat → pH = 7
- Asam lemah + Basa kuat → gunakan rumus dengan K_a
- Asam kuat + Basa lemah → gunakan rumus dengan K_b
- Asam lemah + Basa lemah → gunakan rumus dengan K_a dan K_b
Hitung konsentrasi ion yang terhidrolisis (perhatikan koefisien stoikiometri)
Cek derajat hidrolisis (h) jika perlu untuk memastikan rumus pendekatan valid

Fakta Menarik: Garam seperti NaHCO₃ (sodium bikarbonat) dapat bersifat asam atau basa tergantung kondisi karena mengandung ion amfiprotik HCO₃^- yang dapat bertindak sebagai asam atau basa.

Parameter	Garam Asam Lemah + Basa Kuat	Garam Asam Kuat + Basa Lemah	Garam Asam Lemah + Basa Lemah
Ion terhidrolisis	Anion (A^-)	Kation (B⁺)	Kation dan Anion
Sifat larutan	Basa	Asam	Tergantung K_a/K_b
Rumus [H⁺]/[OH^-]	$[OH^-] = \sqrt{\dfrac{K_w[G]}{K_a}}$	$[H^+] = \sqrt{\dfrac{K_w[G]}{K_b}}$	$[H^+] = \sqrt{\dfrac{K_wK_a}{K_b}}$
pH bergantung konsentrasi?	Ya	Ya	Tidak

Pages