Reaksi Asam dengan Basa (Reaksi Netralisasi)

Dari beberapa percobaan menunjukkan bahwa garam dapur, NaCl, dapat dihasilkan dari reaksi antara asam klorida (HCl) dengan natrium hidroksida (NaOH). Larutan HCl dalam air terionisasi menghasilkan ion H⁺ yang memberikan sifat asam pada larutan HCl, dan NaOH dalam air akan terurai menghasilkan ion OH^- yang memberikan sifat basa pada larutan tersebut. Pada beberapa pecobaan juga ditunjukkan bahwa sifat asam akan hilang dan berubah menjadi netral apabila direaksikan dengan basa dengan jumlah yang tepat habis. Reaksi antara larutan asam dengan larutan basa untuk membentuk larutan yang bersifat netral disebut dengan netralisasi atau penetralan. Sebenarnya, netralisasi tau penetralan tidak hanya terjadi antara asam klorida dan natrium hidroksida, tetapi secara umum netralisasi merupakan reaksi antara sejumlah ion H⁺ dengan sejumlah ion OH^- yang sama banyaknya sehingga akhirnya membentuk molekul H₂O. Sisa asam dalam percobaan adalah ion Cl^- dan sisa basa adalah ion Na⁺ yang tetap larut. Akan tetapi, jika semua air dalam larutan tersebut diuapkan sampai habis, akan tertinggal kristal NaCl (garam). Oleh karena itu, reaksi ini dapat disebut sebagai reaksi pembentukan garam atau penggaraman. Persamaan reaksinya dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi molekuler dan persamaan reaksi ion.

• Reaksi molekuler
  
  HCl(aq) + NaOH(aq) ==> NaCl(aq) + H₂O(l)
  
  
• Reaksi ion
  Reaksi ini menunjukkan bahwa setiap molekul di dalam larutan mengalami ionisasi.
  
  H⁺(aq) + Cl^-(aq) + Na⁺(aq) + OH^-(aq) ==> Na⁺(aq) + Cl^-(aq) + H₂O(l)

Oleh karena ion Na⁺ dan Cl^- tidak mengalami perubahan, ion tersebut tidak perlu dituliskan sehingga reaksi ion menjadi,

Kurva di atas merupakan kirva perubahan pH reaksi HCl dengan NaOH

Bagaimana nilai pH larutan jika larutan asam dan basa dicampur atau direaksikan sedikit demi sedikit dalam larutan ? Perubahan nilai pH dalam proses reaksi tersebut dapat diikuti dengan menggunakan indikator universal atau pH meter.

Secara teoritis, nilai pH campuran tersebut dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

• Penambahan NaOH 0,1 M sebanyak 2 mL ke dalam 10 mL larutan HCl 0,1 M. 10 mL larutan HCl 0,1 M mengandung HCl = 0,1 mol/L x 10 mL = 1 mmol. Ion H⁺ yang dihasilkan sebanyak 1 mmol yang dihitung dari ionisasi HCl :
  
  
  
  
  2 mL larutan NaOH 0,1 M mengandung NaOH = 0,1 mol/L x 2 mL = 0,2 mmol. Ion OH^- yang dihasilkan sebanyak 0,2 mmol yang dihitung dari ionisasi NaOH :
  
  
  
  
  Reaksi antara ion H⁺ dan OH^- pada pencampuran ini secara stoikiometri menghasilkan sisa ion H⁺ sebanyak 0,8 mmol berdasarkan reaksi berikut.
  
  
  
  
  Jadi, pada akhir reaksi masih tersisa 0,8 mmol H⁺ dalam volume larutan 12 mL, maka :
  
  
  
  
  
• Penambahan 10 mL NaOH 0,1 M ke dalam 10 mL larutan HCl 0,1 M akan didapatkan larutan dengan pH = 7, sebab jumlah OH^- dari NaOH dan H⁺ dari HCl sama banyak. Akibatnya, setelah reaksi tidak ada sisa H⁺ atau OH^-. Pada akhir reaksi hanya terdapat H₂O hasil reaksi, dan berarti pH-nya = 7 atau bersifat netral.
• Penambahan NaOH 0,1 M sebanyak 15 mL ke dalam 10 mL larutan HCl 0,1 M. 10 mL larutan HCl 0,1 M mengandung HCl = 0,1 mol/L x 10 mL = 1 mmol. Larutan 15 mL NaOH 0,1 M mengandung NaOH = 0,1 mol/L x 15 mL = 1,5 mmol.
  
  
  
  
  Jadi, setelah reaksi masih tersisa 0,5 mmol NaOH dalam 25 mL larutan, maka :
  
  
  

Beberapa contoh tersebut menunjukkan bahwa sebelum semua asam habis bereaksi dengan basa, perubahan pH-nya relatif kecil, namun pada saat asam tepat habis bereaksi dengan basa, pH campuran menjadi 7, dan melonjak menjadi bersifat basa setelah adanya penambahan sedikit basa. Dengan demikian, apabila konsentrasi dan volume asam telah diketahui, dapat ditentukan konsentrasi basa yang ditambahkan dengan berpedoman pada nilai pH = 7 atau netral.

Contoh Soal
Larutan H₂SO₄ 0,1 M sebanyak 10 mL tepat dinetralkan oleh 5 mL larutan NaOH. Hitunglah konsentrasi NaOH tersebut.

Jawab

Oleh karena hasil akhirnya adalah netral, setiap 1 mol H₂SO₄ akan tepat habis bereaksi dengan 2 mol NaOH (lihat koefisien persamaan reaksi). Jadi, untuk 1 mmol H₂SO₄ akan dinetralkan oleh 2 mmol NaOH sehingga konsentrasi NaOH adalah :