ILMU KIMIA TANAH

KIMIA TANAH

Merupakan cabang terbaru dari ILMU TANAH, dibandingkan dengan Fisika Tanah, Genesa dan Taksonomi Tanah, Mikrobiologi Tanah, Kesuburan Tanah, dan Mineralogi Tanah

Tetapi Kimia Tanah dapat memberikan penjelasan atas berbagai issue dan topik pada cabang ilmu tanah yang lainnya.

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Tujuan pembelajaran Ilmu Kimia Tanah adalahmahasiswa dapat memahami dan menguasaikomponen inorganik dan organik tanah, mekanisme reaksi adsorpsi, pertukaran kationdan anion, kemasaman dan salinitas, prosesoksidasi - reduksi dan proses kimia dalampembentukan tanah untuk mengembangkankreativitas di dalam penemuan danpengembangan teknologi pengelolaan tanahyang berkelanjutan

Ilmu kimia : mempelajari komposisi, struktur dan sifat dari suatu bahan, proses kimia dan fenomena beserta perubahan yang ditimbulkannya atas suatu bahan dan senyawa.

Ilmu Kimia : Kimia Analitik, Biokimia, Geokimia, Kimia Anorganik, Kimia Organik, Kimia Fisika

Referensi

1. Bohn, H.L., B.L. Mc Neal, and G.A. O’Connor. 2001. Soil Chemistry. John Wiley and Son. New York.

2. Essington. M.E. 2004. Soil and Water Chemistry. CRC Press. Washington.

3. Murray Mc Bride. 1994. Environmental Chemistry of Soils. Oxford University Press. New York.

4. Rengel, Z. 2003. Handbook of Soil Acidity. MercelDekker. New York.

5. Tan, K.H. 2011. Principle of Soil Chemistry. CRC Press. Taylor & Francis Group. New York.

6. V.P. Evangelou. 1998. Environment Soil and Water Chemistry. John Wiley & Sons. New York

•

PRINSIP PRINSIP DASAR

KIMIA TANAH

• Teori Atom, Ikatan Ion, Satuan-satuan SI, Interaksi Air dan Larutan, Interaksi Larutan dan Larutan sertaKonstante Laju dan Tingkat Reaksi.

A. TeORi ATOM

Konsep atom merupakan partikel terkecil dari suatupartikel pertama kali dikemukakan oleh Demokritusatau Leucippus pada 425 SMAtom mempunyai 3 komponen, yaitu:1. Elektron, yaitu komponen dari atom yang bermuatannegatif2. Proton, yaitu komponen atom yang bermuatan positif.Proton mempunyai massa yang jauh lebih besardaripada elektron3. Neutron, yaitu komponen atom yang bermuatan zerodan mempunyai massa atom 1. Proton dan neutronmenempati bagian pusat atom atau nukleus

Nukleus mempunyai berat jenis yang tinggi danpenyumbang massa terbesar dari atom

Elektron dari suatu atom bergerak mengelilingi nukleusmenurut berbagai lintasan tertentu

Lintasan pertama yang paling dekat dengan nukleusdisebut lintasan K, diikuti oleh lintasan L, dst. Contoh:Uranium (238U) mempunyai 92 elektron yang tersebardisekeliling nukleus pada lintasan K, L, M, N, O, P danQ. Elektron yang menempati lintasan paling luar adalahyang paling bertanggung jawab pada sifat kimia darisuatu senyawa.

Atom yang kehilangan satu atau lebihelektron dari lintasan yang terluar disebutsebagai KATION.

Atom yang mempunyai kelebihan elektrondisebut sebagai ANION

Diameter Nukleus : 1 x 10-13 dan 1 x 10-12 cm.

Berat dan Massa Atom

Bilangan Massa atom (AM) adalah penjumlahan darimassa proton (PM) dan neutron (NM).

Massa dari elektron dapat diabaikan karena sangat kecilatau pengaruhnya terhadap massa atom total tidaksignifikan, sehingga: AM=PM+NM. Berat atom bukanmerupakan ukuran berat yang sesungguhnya danmerupakan bilangan referensi yang menunjukkan beratrelatif dari berbagai macam atom, contoh: Hidrogenmempunyai berat relatif 1, karena merupakan atom yangpaling kecil, oksigen mempunyai berat atom 16, berartibahwa atom oksigen adalah 16 kali atom hidrogen.Uranium mempunyai berat 238 yang merupakan atomyang terberat di alam. Tidak ada unit berat tertentuuntuk menyatakan berat atom

Berat atom hanya dipakai untuk suatuunsur, sedangkan suatu senyawamempunyai berat molekul yang merupakanjumlah berat atom dari unsur penyusunsenyawa tersebut.

Penetapan hidrogen sebagai dasar untukmenetapkan berat atom suatu unsurkemudian digantikan oleh C dengan beratatom rata-rata 12,0000. Tetapi pergantianini mempunyai pengaruh yang sangat kecildi dalam berat atom.

Bilangan Avogadro

Jumlah atom di dalam 1 gram berat atom dari suatu unsur adalah 6 x 1023. Bilangantersebut dikenal sebagai BILANGAN AVOGADRO.

Berapa berat satu atom hidrogen ?

Karena di dalam 1 gram hidrogen ada 6 x 1023 atom, maka 1 atom hidrogenmempunyai berat 1/(6 x 1023) = 1,67 x 10-24

gram.

Berat 1 atom Uranium = 238/(6 x 1023) = 3,97 x 10-22 gram.

Valensi

Valensi dari suatu unsur merupakan sifat yang diukur dari jumlah atom hidrogen yang dapat diikat oleh satu atom dari unsur tersebut, jika negatif, atau yang dapat ditukar oleh satu atom dari unsur tersebut jika positif. Secara sederhana, valensi merupakan kemampuan kombinasi dari atom. Atom dengan kemampuan kombinasi yang paling rendah dianggap mempunyai valensi 1. Valensi merupakan jumlah keseluruhan dan terkait dengan elektron valensi dari atom yang membawanya. Elektron valensi adalah elektron yang ditambat, hilang atau dipakai bersama-sama dalam suatu reaksi kimia.

Berat EkuivalenBerat Ekuivalen dari suatu atom atau ion diartikan sebagai Berat atom/ValensiElemen yang terlibat di dalam suatu reaksi senantiasa bereaksi dalam jumlah proporsional terhadap berat ekuivalennya. Sebagai contoh:

1. Ion monovalen, 1 equivalen = 1 mol2. Ion polivalen, berat ekuivalen tergantung

dari reaksi:H3PO4 H+ + H2PO4

- 1 Ek = 1 molH3PO4 2H+ + HPO4

-2 1 Ek = ½ molH3PO4 3H+ + PO4

-3 1 Ek = 1/3 mol

3. Dalam reaksi komplek dan presipitasi, hubungan antara berat ekuivalen danjumlah mol dapat dibaca secara langsungdari reaksi. Dalam titrasi sianida denganperak (Ag)

metode Mohr:Ag+ + CN-

AgCN, 1 Ek sianida = 1 mol

metode Liebig:Ag+ + 2CN-

Ag(CN)2-, 1 Ek sianida

= 2 mol

4. Dalam reaksi oksidasi-reduksi

Dalam reaksi ini, ekuivalensi dari suatu senyawa merupakan bagian mol senyawa yang dalam reaksinya melepaskan ½ gram atom oksigen, atau kombinasi dengan 1 gram atom hidrogen atau dengan unsur lain yang bervalensi tunggal (univalent). Salah satu cara untuk menentukan ekuivalensi adalah dengan menentukan perubahan status oksidasi dari suatu unsur, contoh :

a. Dalam titrasi ion ferro menjadi ion ferri menggunakan agen pengoksidasi, status oksidasi besi berubah dari 2 menjadi 3: Fe2+

Fe3+, sehingga 1 Ek besi ferro = 1 mol

a. Sebaliknya, dalam oskidasi logam besi menjadiion ferri, status oksidasi besi berubah dari 0 menjadi 3: Fe Fe3+, sehingga 1 Ek logambesi = 1/3 mol

b. Dalam analisis volumetrik, dimanapermanaganat digunakan sebagai agenpengoksidasi dalam medium asam, ion permanganate direduksi menjadi ion mangan, MnO4

-Mn2+ atau Mn7+ + Mn2+,

perubahan status oksidasi Mn dari 7 menjadi 2, sehingga berat ekuivalen permanganat adalah1/5 mol. Jika di dalam medium netral, permanganat direduksi menjadi MnO2: MnO4

-

MnO2 atau Mn7+ + Mn4+, sehingga beratekuivalen permanganet = 1/3 mol.

Selain dengan cara menggunakan status oksidasi, berat ekuivalen dapat pula ditentukan dengan jumlah elektro yang ditransfer dalam reaksi oksidasi-reduksi. Sebagai contoh

Berat ekuivalen (BE) = berat molekul/jumlah elektron yang dilepas atau ditambat Fe2+

Fe3+ + e-, BE = Fe/1Sn2+

Sn4+ + 2e-, BE = Sn/2Fe(CN)6

4- Fe(CN)6

3- + e-, BE = Fe(CN)6/1As3+

AS5+ + 2e-, BE = AS/2MnO4

- + 8H+ + 5e-Mn2+ + 4 H2O, BE = MnO4/5

MnO4- + 4H+ + 3e-

MnO2 + 2 H2O, BE = MnO4/3Cr2O7

2- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O, BE = Cr2O7/6

VO43- + 6H+ + e-

VO2+ + 3H2O, BE = VO4/1

Normalitas

Normalitas merupakan berat ekuivalen dari suatu senyawa yang terlarut dalam 1 liter larutan, jadi bila 1 ekuivalen terdapat di dalam 1 liter larutan, larutan tersebut adalah 1 normal. Simbol N(normalitas) biasanya digunakan untuk membedakan dengan N (nitrogen)

IsotopIsotop diartikan sebagai suatu elemen yang mempunyai bilangan atom (atomic number) yang sama tetapi bilangan massa (mass number) yang berbeda. Jelas bahwa tidak semua atom dari unsur yang sama mempunyai berat atom yang sama. Analisis spektrografi massa menunjukkan bahwa ada 3 jenis oksigen dengan bilangan massa 16, 17 dan 18. Tiga jenis oksigen tersebut merupakan isotop oksigen. Atom dari isotop mempunyai jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda. 99,76 % oksigen di alam ada di dalam bentuk 16O, demikian halnya dengan tiga isotop hidrogen, yaitu 1

1H, 12H

(deuterium) dan 13H (tritium). Deuterium dan

Tritium jarang ada.

SATUAN SATUAN KIMIA

Mol merupakan unit yang dapat dipakai untuk menunjuk besarnya reaksi, yang proporsional terhadap massa dan volume senyawa yang bereaksi. Unit pengubah dari satuan massa ke mol, yaitu berat atom atau molekul gram, yang merupakan massa (dalam gram) dari 1 mol atom, ion atau molekul. Berat molekul adalah jumlah dari berat atom dari ion atau atom di dalam molekul. Jadi 1 mol H2 mempunyai massa dari 2 gram dan mengandung 6,02 x 1023 molekul H2 atau 12,04 x 1023 atom H. Molekul H2 tersebut akan bereaksi dengan ½ mol (16 gram) O2 untuk membentuk 1 mol H2O (18 gram). Jumlah mol dari reaktan dan produk dapat berubah selama reaksi, tetapi massa total tetap konstan.

Berat atom (BA) dari suatu unsur adalah merupakan berat rata-rata dari isotop, contoh: BA hidrogen adalah 1,008 yang merupakan rata-rata dari 3 isotop H. Rata-rata berat atom dan bilangan atom dapat diketahui dari TABEL PERIODIK UNSUR (Contoh Na, Mg, K, Ca)

Gravimetri yang merupakan analisis kimia yang akurat yang berdasar atas massa dari produk dan reaktan. Molaritas dan Molalitas

mg/l dan µg/l (miligram per liter dan mikrogram perliter) sering dipakai untuk menyatakan konsentrasiyang rendah, tetapi tidak dapat menggambarkanjumlah ion di dalam larutanParts per million (ppm) berarti unit massa/massa(µg/g atau mg/kg) dalam fase padatan. Tetapi ppmdapat pula berarti mg/l di dalam larutan.Parts per billion (ppb) kadang disamakan denganµg/l, tetapi sebetulnya keliru karena billion berarti109 atau 1012.Konsentrasi yang rendah kadang dinyatakan dalambentuk logaritma negatif atau skala “p”, sperti pHyang merupakan logaritma negatif dari konsentrasi(atau aktifitas) ion H+. Dalam literatur tanah, skala pdipakai untuk menggambarkan aktifitas ion sepertipNa, pH2PO4, pCa, dsb.

Konsentrasi tinggi pada padatan, cairan maupuncampuran gas dapat dinyatakan dalam fraksi molatau persen mol. Fraksi mol berarti nisbah mol suatusenyawa/mol total dari senyawa campuran. Persenberarti fraksi mol x 100 %

Cairan pekat juga dapat dinyatakan dengan % beratyang merupakan nisbah massa dari bahanterlarut/massa larutan x 100.

Konsentrasi gas biasanya dinyatakan dengan fraksimol atau tekanan parsial pada konsentrasi tinggi danppm pada konsentrasi rendah. Walaupun fraksi molberarti nisbah mol/mol dan tekanan parsial berartinisbah volume/volume, tetapi pada dasarnya identik.Volume semua gas pada 0oC dan 1 atm adalah 22,4liter/mol. Oleh karena itu, volume dari gas dalamcampuran merupakan ukuran langsung dari jumlahmolekul atau mol nya. Parts per million pada fase gasberarti unit volume/volume yang sebanding dengantekanan parsial x 106. Konsentrasi CO2 di dalam atmadalah fraksi mol atau tekanan parsial 0,00033 atau330 ppm (v/v). Dengan kata lain, 330 molekul CO2ditemukan dalam setiap sejuta molekul gas di udara.Unit ppm dalam fase gas berarti jumlah mol.

Unit SI

The Systeme International d’Unites (SI) merupakan modifikasi dari unit metrik sekaligus upaya untuk menstandarisasi unit antar disiplin ilmu. Unit SI berdasarkan atas 7 unit fundamental

Kuantitas Unit SI dasar Simbol

Panjang Meter m

Massa Kilogram kg

Waktu Detik s

Arus Listrik Ampere A

Suhu termodinamika Kelvin K

Jumlah senyawa Mol mol

Intensitas luminous Kandela cd

NORMALITAS DAN MOLARITAS

Normalitas : banyaknya berat ekuivalensuatu senyawa yang terkarut di dalam 1 lieter larutan.

MOLARITAS

MOLALITAS

MOLALITAS , NORMALITAS DAN

MOLARITAS

• Molality (molalitas = m) is the number ofmoles of solute dissolved in one kilogramof solvent.

• Note that the solvent must be weighed unless it iswater. One liter of water has a specific gravity of1.0 and weighs one kilogram.

• To make a one molal aqueous (water) solution ofsodium chloride (NaCl) , measure out onekilogram of water and add one mole of the solute,NaCl to it.

• The formula weight for NaCl is 58, and 58 gramsof NaCl dissolved in 1kg water would result in a 1molal solution of NaCl.

Example of molality

What is the molality of a solution of 10 g NaOH in500 g water?

10 g NaOH = 0.25 mol NaOH

500 g water = 0.50 kg water

molality = 0.25 mol / 0.50 kg

molality = 0.05 M / kg

molality = 0.50 m

• Molarity (M): The molar unit is probably themost commonly used chemical unit ofmeasurement.

• Molarity is the number of moles of asolute dissolved in a liter of solution.

• A molar solution of sodium chloride is made byplacing 1 mole of a solute into a 1-litervolumetric flask. (Taking data from the exampleabove we will use 58 grams of sodium chloride).Water is then added to the volumetric flask up tothe one liter line. The result is a one molarsolution of sodium chloride.

Example:What is the molarity of a solution made whenwater is added to 11 g CaCl2 to make 100 mL ofsolution?

11 g CaCl2 = 0.10 mol CaCl2

100 mL = 0.10 L

Molarity = 0.10 mol / 0.10 L

Molarity = 1.0 M CaCl2

Normality (N): There is a relationship betweennormality and molarity. Normality can only becalculated when we deal with reactions, becausenormality is a function of equivalents.

Normality is equal to the gram equivalentweight of a solute per liter of solution.

Example:1 M sulfuric acid (H2SO4) is 2 N for acid-basereactions because each mole of sulfuric acidprovides 2 moles of H+ ions. On the other hand,1 M sulfuric acid is 1 N for sulfate precipitation,since 1 mole of sulfuric acid provides 1 mole ofsulfate ions.

IKATAN KIMIA

IKATAN KIMIA

IKATAN KIMIA

Adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antarmolekul dengan cara sebagai berikut :

a). Atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkanatom yang lain menerima elektron.

b). Penggunaan bersama pasangan elektron yangberasal dari salah 1 atom.

Ikatan kimia pada prinsipnya berasal dari interaksiantar elektron-elektron yang ada pada orbit luar,atau orbit yang terisi sebagian atau orbit bebasdalam atom lainya.

• Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agarterjadi pencapaian kestabilan suatu unsur.

• Elektron yang berperan pada pembentukanikatan kimia adalah elektron valensi dari suatuatom/unsur yang terlibat.

• Salah 1 petunjuk dalam pembentukan ikatankimia adalah adanya 1 golongan unsur yangstabil yaitu golongan VIIIA atau golongan 18(gas mulia).

• Maka dari itu, dalam pembentukan ikatankimia; atom-atom akan membentuk konfigurasielektron seperti pada unsur gas mulia.

• Unsur gas mulia mempunyai elektron valensisebanyak 8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu atomHelium).

GAS MULIA

Periode Unsur Nomor Atom K L M N O P

1 He 2 2

2 Ne 10 2 8

3 Ar 18 2 8 8

4 Kr 36 2 8 18 8

5 Xe 54 2 8 18 18 8

6 Rn 86 2 8 18 32 18 8

AIR DAN BAHAN TERLARUt

Di dalam air, terjadi interaksi antar molekul air,antar bahan terlarut dan antara air dan bahanterlarut. Interaksi antar molekul air di dalam airterjalin sangat kuat yang dibuktikan dengan titikdidih dan panas jenis (spesific heat) yang tinggi.Sebagai perbandingan, H2S mempunyai titik didih–61ºC. Penyebab utama dari interaksi kuat antaramolekul air tadi adalah bangun molekul H2O yangjauh lebih nonlinear daripada molekul H2S. IonH+ di dalam H2O terpisah dengan sudut 105º.Molekul air mempunyai dua kutub (dipole) yangberujung positif (sisi H) dan berujung negatif (sisiO).

• Interaksi elektrik antara ujung positif suatumolekul air dengan ujung negatif dari molekulair lainnya menghasilkan suatu struktur internalyang terwujud dengan baik pada es, tetapi tidakterwujud pada air. Ada kemungkinan sebagiandari molekul tersebut mempunyai strukturserupa es (icelike structure), tetapi terbatas padajarak yang pendek dengan arah tertentu,sedangkan molekul air yang jauh akanmembentuk struktur serupa es lainnya denganorientasi yang berbeda dengan molekul tadi.

• Ion, bahan terlarut yang bermuatan dan yangtidak bermuatan memecah stuktur molekul airyang serupa es tadi. Muatan yang dimiliki olehbahan terlarut cenderung untuk mengorientasimolekul air disekelilingnya dengan menarikujung kutub air yang bermuatan positif ataunegatif. Walaupun molekul bahan terlarut danair senantiasa bergerak tetapi pada suatu saattertentu keduanya berdekatan. Jika keduanyaberdekatan dalam waktu yang lebih lamadaripada waktu yang digunakan oleh molekul airagar terdisosiasi dari struktur air, maka iontersebut akan dikelilingi oleh molekul air (watersphere atau solvation sphere) secaramenyeluruh.

• Sebaliknya, jika keduanya berdekatan dalamwaktu yang singkat daripada itu, ion akanmempunyai watersphere yang tidak sempurna.Jumlah molekul air yang mengelilingi ion tersebutdinamakan bilangan hidrasi primer (primaryhydration number). Walaupun bilangan hidrasiprimer ini bergantung dari metide yangdigunakan.

• Di luar solvation sphere ini, muatan ion juga akanberpengaruh pada lapis kedua dari molekul airyang berdekatan. Molekul air ini sudah terlempardari keseluruhan struktur air tetapi tidakbergabung secara erat dengan ion. Secara praktis,orientasi molekul air pada solvation sphere primerdan orientasi acak pada lapis kedua akanmenyebar muatan ion pada rentangan antara 10-20 Å dari pusat ion.

Interaksi ANTAR Bahan

terlarut

• Ion bebas tidak terdapat di dalam larutan yangencer, sehingga semua ion terlarut dankemungkinan semua molekul terlarut senantiasadikelilingi oleh molekul air. Ion-ion juga salingberinteraksi sepanjang jarak-jarak tertentu.Konsep aktivitas (activity) berkaitan denganinteraksi elektrostatik jarak jauh (long-rangeelectrostatic atau >5Å) antar ion-ion, sedangkaninteraksi ion-ion dalam jarak pendek (short-range electrostatic) disebut sebagai ionkompleks atau pasangan ion (<5Å).

• Ion Kompleks dan Pasangan Ion (Complex Ionand Ion Pairs)

•

• Ion dan molekul yang berinteraksi dalam jarakpendek akan membentuk ikatan dan kehilanganmasing-masing identitasnya dengan membentukkompleks ion atau ion pasangan. Sebagaicontoh: ion Fe(H2O)6

3+ dan Al(H2O)63+ ,

molekul air terikat secara kuat pada ionpusatnya dan karakteristik kimianya berubah,yaitu jauh lebih mudah melepas H+ daripadatanpa Fe3+ dan Al3+ sebagai pusat ion.

http://www.chemguide.co.uk/inorganic/complexions/whatis.html

• Ion kompleks biasanya didefinisikan sebagaikombinasi antara kation pusat dengan satu ataulebih ligan. Ligan adalah sebarang ion ataumolekul dalam koordinasi dari ion sentral,misalnya H2O pada contoh di atas. Tetapiseringkali air diabaikan di dalam ion komplekssehingga pengertian ion kompleks kadang-kadang terbatas untuk selain air. Ligan lainnyamelakukan penetrasi solvation sphere atauhydration sphere bagian dalam (inner) dari ionpusat dan menggantikan satu atau lebih molekulair bagian dalam.

• Sebaliknya, pasangan ion merupakanpengikatan ligan di luar dari solvation spherebagian dalam, sehingga apabila terpisah, ionyang terhidrasi akan bergabung secaraelektrostatik dan berlaku seolah unit tunggalsepanjang interval waktu yang lama. Ionkompleks dan pasangan ion adalah identikdengan inner complexes dan outer complexes.Banyak dari alkali bumi dan cation logamtransisi dalam larutan tanah berada di dalambentuk ion kompleks dan pasangan ion.

• Dalam upaya berasosiasi dengan ion pusat, liganharus berkompetisi dengan molekul air di dalam ionpusat, dan ligan tersebut juga harus kehilanganbeberapa molekul air-nya. Ligan seringkalimerupakan anion dari asam lemah, sehingga H+berkompetisi dengan kation sentral untuk ligan.Kompetisi terjadi antara kation dan H+ untuk ligan,termasuk air dan OH-.

• Kekuatan (strength) dari asosiasi antara molekulatau ion di dalam larutan tanah dinyatakan dalamberbagai konstanta keseimbangan. Konstantastabilitas menunjuk pada ion kompleks danpasangan ion, konstanta hidrolisis dan deprotonasimenunjuk pada kehilangan H+ dari ligan air yangberasosiasi dengan pusat kation, sedangkan produkkelarutan menunjuk pada aktifitas ion dalam

• Pembentukan ion kompleks adalah hasil dari dayaketertarikan kation-anion yang melebihi kompetisiantara kation dan H+ untuk berbagai macam ligantermasuk air. Sebagai contoh adalah pembentukankompleks ion monofluoroaluminum selama ekstraksialuminium reaktif dari tanah.

Al(H2O)63+ + F- AlF(H2O)52+ + H2O

• Ligan seperti H2O, OH-, F- dan CN- hanya dapatmenempati satu posisi disekeliling kation pusat dandisebut sebagai ligan unidentate. Ligand penghubung(bridging ligand) seperti O2-, CO32-, dan PO43-dapat menempati satu posisi di dalam koordinasidari dua kation yang berbeda. Ini disebut jugasebagai kompleks polinuklir.

• Hidrolisis dan Deprotonasi

•

• Seperti yang sudah dibahas bahwa tingginya Δ Hpada ion trivalen menyebabkan kation polivalenterhidrasi di dalam larutan, sebagai contohFe(H2O)63+ dan Al(H2O)63+. Ion dan molekul airberikatan secara erat sehingga menjadi seolah-olahion besar yang tunggal dimana molekul airmenempati posisi tertentu dalam solvation sphere disekeliling ion pusat.

• Ketertarikan ion pusat kepada ligan air sangatkuat sehingga muatan kation cenderung untukmenolak ion hidrogen atau proton dari molekulair. Jika larutan dibuat lebih alkalis, maka lebihbanyak H+ yang akan terdisosiasi dari solvationsheat. Sebagai contoh adalah kompleks ion yangterbentuk oleh P5+ dalam larutan, PO2OH(H2O)atau H3PO4. Ion H+ pertama akan dilepas padapH 3, H+ kedua dilepas pada pH 7+ dan H+ ketigadilepas pada pH 10. S6+ dalam SO42- dan N5+dalam nitrat (NO3-) bereaksi lebih kuat denganpelarutnya, sehingga proton sudah dilepas dalamlarutan yang sangat asam. Dalam keadaan ini yangtersisa adalah ligan oksida yang baru akandilepaskan jika ion pusat tereduksi menjadibervalensi yang lebih rendah.

• Fe(H2O)63+ ion lebih lemah daripada asamsulfat dan asam nitrat, tetapi lebih kuat daripadaasam fosfat. Pelepasan H+ pada hidrolisisFe(H2O)63+ terjadi sebagai berikut:

• Fe(H2O)63+ = FeOH(H2O)52+ + H+

• Hidrolisis berlanjut pada pH yang lebih tinggi

• FeOH(H2O)52+ = Fe(OH)2(H2O)4+ + H+

• Fe(OH)2(H2O)4+ = Fe(OH)3(H2O)3 + H+

• Reaksi hidrolisis dari Al3+ adalah analog denganFe3+ tetapi Al3+ bersifat kurang asam. KehilanganH+ yang pertama dari Al(H2O)63+ terjadi pada pH5. Hidrolisis H+ yang kedua dan ketiga terjadi padapH yang lebih tinggi, dan dibarengi denganpolimerisasi dari produk hidrolisis dan presipitasiAl(OH)3. Pembentukan Al(OH)4- menjadi nyatapada pH di atas 7, dan kelarutan aluminiumbiasanya meningkat pada pH di atas 8.

• Peristiwa hidrolisis yang terjadi pada Al3+ dan Fe3+ secara teori juga terjadi pada kation walaupundengan intensitas hidrolisis yang berbeda. Kationalkali dan alkali bumi dapat mengalami deprotonasipada pH yang ekstrem tinggi, hanya saja pH yangsemacam itu sangat jarang di alam.

• BIBLIOGRAFI

• Bohn, H.L., B.L. Mc Neal, and G.A. O’Connor.2001. John Wiley and Son. New York.

• Essington. M.E. 2004. Soil and WaterChemistry. CRC Press. Washington.

• Sparks, D.L. 1989. Kinetics of of Soil ChemicalProcesses. Academic Press.

• Tan, K.H. 2011. Principle of Soil Chemistry. CRCPress. Taylor & Francis Group. New York.