Rumus hidrolisis, beserta pengertian, sifat, cara menghitung, dan contoh soal

Kegunaan hidrolisis dalam kehidupan sehari-hari.

foto: freepik.com

Hidrolisis memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam bidang industri, pertanian, kesehatan, maupun rumah tangga. Berikut adalah beberapa contoh kegunaan hidrolisis dalam kehidupan sehari-hari:

1. Hidrolisis garam menjadi asam dan basa. Contoh garam yang mengalami hidrolisis adalah natrium klorida (NaCl), yang merupakan bahan utama pembuatan garam dapur.

Hidrolisis NaCl menghasilkan asam klorida (HCl) dan natrium hidroksida (NaOH), yang merupakan bahan kimia penting dalam industri. HCl digunakan sebagai pembersih, pengawet, pengatur pH, dan bahan sintesis. NaOH digunakan sebagai bahan pembuatan sabun, deterjen, kertas, tekstil, dan bahan sintesis.

2. Hidrolisis pupuk menjadi ion-ion yang dapat diserap oleh tanaman. Contoh pupuk yang mengalami hidrolisis adalah amonium sulfat ((NH4)2SO4), yang merupakan pupuk nitrogen yang banyak digunakan dalam pertanian.

Hidrolisis (NH4)2SO4 menghasilkan ion amonium (NH4+) dan ion sulfat (SO4^2-), yang dapat diserap oleh tanaman untuk pertumbuhan dan metabolisme. Hidrolisis (NH4)2SO4 juga menurunkan pH tanah, yang dapat menguntungkan tanaman yang menyukai tanah asam.

3. Hidrolisis makanan menjadi nutrisi yang dapat dicerna oleh tubuh. Contoh makanan yang mengalami hidrolisis adalah karbohidrat, protein, dan lemak, yang merupakan sumber energi dan bahan pembangun bagi tubuh. Hidrolisis karbohidrat menghasilkan monosakarida, seperti glukosa dan fruktosa, yang dapat dimanfaatkan oleh sel-sel tubuh.

Hidrolisis protein menghasilkan asam amino, yang dapat digunakan untuk membentuk protein baru. Hidrolisis lemak menghasilkan gliserol dan asam lemak, yang dapat digunakan untuk penyimpanan energi dan pembentukan membran sel. Hidrolisis makanan dikatalisis oleh enzim-enzim yang terdapat dalam air liur, lambung, dan usus.

4. Hidrolisis ester menjadi asam dan alkohol. Contoh ester yang mengalami hidrolisis adalah monosodium glutamat (MSG), yang merupakan bahan penyedap makanan yang populer. Hidrolisis MSG menghasilkan asam glutamat dan natrium hidroksida, yang memberikan rasa gurih atau umami pada makanan.

Asam glutamat juga merupakan neurotransmiter yang berperan dalam fungsi otak. Hidrolisis ester lainnya yang penting dalam kehidupan sehari-hari adalah hidrolisis asetil salisilat (aspirin), yang menghasilkan asam salisilat dan asam asetat. Asam salisilat memiliki efek anti-inflamasi, analgesik, dan antipiretik, sedangkan asam asetat memiliki efek antibakteri.

Contoh soal rumus hidrolisis.

foto: freepik.com

1. Sebuah larutan garam mengandung ion NH4+ dan NO3-. Jika larutan tersebut dihidrolisis, berapakah pH larutan tersebut? (Kb NH3 = 1,8 x 10^-5, Kw = 1 x 10^-14)

Jawaban:

Diketahui:
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
NO3- + H2O HNO3 + OH-
Kb NH3 = 1,8 x 10^-5
Kw = 1 x 10^-14

Ditanya: pH larutan

Jawab:

- Ion NH4+ bersifat asam, karena dapat melepaskan ion H3O+ dalam air. Ion NO3- bersifat netral, karena tidak bereaksi dengan air. Jadi, larutan tersebut bersifat asam.

- Rumus derajat hidrolisis ion NH4+ adalah:

h = √Ka × C / 1 + Ka × C

Keterangan:
- Ka adalah tetapan asam NH4+
- C adalah konsentrasi NH4+
- h adalah derajat hidrolisis.

Karena Ka NH4+ = Kw / Kb NH3, maka:

h = √Kw × C / Kb × (1 + Kw × C/Kb)

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui, maka:

h = √1×10^−14×C /1,8 × 10^−5 ×(1 + 1 × 10^−14 × C/1,8 ×1 0^−5)

Asumsikan C = 0,1 M, maka:

h = √1×10^−15 / 1,8 × 10^−5 × (1 + 0,0000556)
h = √1×10^−15 / 1,8 × 10^−5 × 1,0000556
h = √0,0000000000000556
h = 0,00000000746

Rumus pH larutan adalah:

pH = −log[H3O+]

Karena [H3O+] = h x C, maka:

pH = −log[h×C]

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui, maka:

pH = −log[0,00000000746 × 0,1]
pH = −log[0,000000000746]
pH = 9,13
Jadi, pH larutan adalah 9,13.

2. Sebuah larutan asam mengandung asam asetat (CH3COOH) dengan konsentrasi 0,1 M. Jika larutan tersebut dihidrolisis, berapakah konsentrasi ion hidronium (H3O+) dan ion hidroksida (OH-) dalam larutan tersebut? (Ka CH3COOH = 1,8 x 10^-5)

Jawaban:

Diketahui:
- CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+
- Ka CH3COOH = 1,8 x 10^-5
- C CH3COOH = 0,1 M

Ditanya: [H3O+] dan [OH-]

Jawab:

Buat tabel keseimbangan sebagai berikut:

Zat Awal Perubahan Keseimbangan
CH3COOH 0,1 -x 0,1 - x
H2O - - -
CH3COO- 0 +x x
H3O+ 0 +x x

- Rumus tetapan asam CH3COOH adalah:

Ka = [CH3COO−]×[H3O+] / [CH3COOH]

- Substitusikan nilai-nilai yang diketahui, maka:

1,8 × 10^−5 = x × x / 0,1 − x

- Asumsikan x << 0,1, maka:

1,8 × 10^−5 = x^2 / 0,1

- Selesaikan persamaan kuadrat tersebut, maka:

x^2 = 1,8 × 10^−6
x = 1,8 × 10^−6
x = 0,00134

Karena [H3O+] = x, maka:

[H3O+]=0,00134M

Karena [OH-] = Kw / [H3O+], maka:

[OH−] = 1 × 10^−14 / 0,00134
[OH−] = 0,00000000746M

Jadi, konsentrasi ion hidronium adalah 0,00134 M dan konsentrasi ion hidroksida adalah 0,00000000746 M.

3. Sebuah larutan basa mengandung amonia (NH3) dengan konsentrasi 0,01 M. Jika larutan tersebut dihidrolisis, berapakah derajat hidrolisis dan pH larutan tersebut? (Kb NH3 = 1,8 x 10^-5)

Jawaban:

Diketahui:
- NH3 + H2O NH4+ + OH-
- Kb NH3 = 1,8 x 10^-5
- C NH3 = 0,01 M

Ditanya: h dan pH
Jawab:

- Rumus derajat hidrolisis NH3 adalah:

h = √Kb × C / 1 + Kb × C

- Substitusikan nilai-nilai yang diketahui, maka:

h = √1,8 × 10^−5 × 0,01 / 1 + 1,8 × 10^−5 × 0,01
h = √1,8 × 10^−7 / 1,000018
h = √0,0000001799
h = 0,000134

- Rumus pH larutan adalah:

pH = 14 − pOH

- Karena pOH = -log[OH-], dan [OH-] = h x C, maka:

pOH = −log[h × C]

- Substitusikan nilai-nilai yang diketahui, maka: