EXAMPLE 16.1
(a) Hitung pH larutan 0,20 M CH3COOH. (b) Berapa pH suatu larutan
mengandung 0,20 M CH3COOH dan 0,30 M CH3COONa?
Ka dari CH3COOH adalah 1.8 X 10^-5.
Strategi (a) Kami menghitung [H1] dan karenanya pH larutan dengan mengikuti
prosedur dalam Contoh 15.8 (hlm. 681). (b) CH3COOH adalah asam lemah
(CH3COOH⇌CH3COO- + H+), dan CH3COONa adalah garam terlarut yang
benar-benar terdisosiasi dalam larutan (CH3COONa --> Na+ + CH3COO-). Itu
Ion umum di sini adalah ion asetat, CH3COO2. Pada kesetimbangan, spesies utama masuk
Larutannya adalah CH3COOH, CH3COO-, Na+, H+, dan H2O.
Ion Na+ tidak memiliki asam atau sifat dasar dan kami mengabaikan ionisasi air. Karena Ka adalah ekuilibrium konstan, nilainya sama apakah kita hanya memiliki asam atau campuran asam
dan garamnya dalam larutan. Oleh karena itu, kita dapat menghitung [H1] pada kesetimbangan dan karenanya pH jika kita mengetahui [CH3COOH] dan [CH3COO-] pada kesetimbangan.
Larutan
(a) Dalam hal ini, perubahannya adalah
CH3COOH (aq) ⇌ H+ (aq) + CH3COO- (aq)
Awal (M): 0.2 0 0
Ubah (M): -x +x +x
Ekuilibrium (M): 0,20 - x x x
[H+] [CH3COO-]
Ka 5 = ---------------------
[CH3COOH]
x^2
1,8 X 10^-5 = -------------
0,20 - x
Dengan asumsi 0,20 - x ≈0,20, kami dapatkan
x^2 x^2
1,8 x 10^-5 = ----------- ≈ ---------
0,20 - x 0.20
atau x = [H+] = 1.9 x 10^-3 M
Jadi, pH = -log (1.9 x 10^-3) = 2.72
(b) Natrium asetat adalah elektrolit kuat, sehingga terdisosiasi sempurna dalam larutan:
CH3COONa (aq)---->.Na+ (aq) + CH3COO- (aq)
0,30 M 0,30 M
Konsentrasi awal, perubahan, dan konsentrasi akhir dari spesies yang terlibat dalam kesetimbangan adalah
CH3COOH (aq) ⇌ H+ (aq) + CH3COO-(aq)
Awal (M): 0.20 0 0.30
Ubah (M): -x +x +x
Ekuilibrium (M): 0,20 - x x 0,30 - x
Dari Persamaan (16.1),
[H+] [CH3COO-]
Ka = ----------------------
[CH3COOH]
(x) (0,30 - x)
1,8 X 10^-5 = ---------------
0,20 - x
Dengan asumsi bahwa 0,30 + x <0,30 dan 0,20 - x <0,20, kita dapatkan
(x) (0,30 - x) (x) (0,30)
1,8 x 10^-5 = ----------------- < -----------------
0,20 - x 0.20
atau x = [H+] = 1.2 x 10^-5 M
Jadi, pH = -log [H+]
= -log (1.2 x 10^-5) = 4.92
Periksa Membandingkan hasil di (a) dan (b), kita melihat bahwa ketika ion umum
(CH3COO2) hadir, menurut prinsip Le Châtelier, kesetimbangan
bergeser dari kanan ke kiri. Tindakan ini menurunkan tingkat ionisasi dari
asam lemah. Akibatnya, lebih sedikit ion H1 yang diproduksi di (b) dan pH dari
solusi lebih tinggi dari pada (a). Seperti biasa, Anda harus memeriksa validitas file
asumsi.
EXAMPLE 16.2
Pasangan yang membentuk larutan penyangga adalah...a. NH3, NH4Cl
b. NaCH3CO2, CH3CO2H
c. RbOH, HBr
d. KOH, HF
e. H3PO4, KH2PO4
Tolong beri penjelasannya juga..larutan penyangga terdiri dari
1. Asam lemah + Garamnya (Basa Konjugasi)
2. Basa lemah + Garamnya (Asam Konjugasi)
3. Asam lemah + Basa kuat (Syaratnya Asam lemah bersisa di akhir reaksi)
4. Basa lemah + Asam kuat (Syaratnya Basa lemah bersisa di akhir reaksi)
pertama lihat dulu senyawa dan jenisnya
a. NH3 (Basa lemah), NH4Cl (Asam Konjugasi NH3)
b. NaCH3CO2 (Basa konjugasi CH3CO2), CH3CO2H (Asam lemah)
c. RbOH (Basa lemah), HBr (Asam lemah)
d. KOH (Basa kuat), HF (Asam lemah)
e. H3PO4 (Asam lemah), KH2PO4 (Basa konjugasi H3PO4)
jadi yang dapat membentuk larutan penyangga adalah a,b,d,e
EXAMPLE 16.6
Sebanyak 20 ml larutan HCl 0,1 M ditetesi dengan larutan NH3 0,1 M.a. Perkirakan pH awal larutan HCl
b. Secara teori, berapa mL larutan NH3 diperlukan untuk mencapai titik ekivalen?
c. Berapakah kira-kira pH pada titik ekivalen?
d. Gambarkan (sketsa) kurva titrasinya.
e. Tentukan indikator yang dapat digunakan dan bagaimanakah perubahan warnanya pada titik akhir titrasi.
Sebanyak 20 ml larutan HCl 0,1 M ditetesi dengan larutan NH3 0,1 M.
a. Perkirakan pH awal larutan HCl
b. Secara teori, berapa mL larutan NH3 diperlukan untuk mencapai titik ekivalen?
c. Berapakah kira-kira pH pada titik ekivalen?
d. Gambarkan (sketsa) kurva titrasinya.
e. Tentukan indikator yang dapat digunakan dan bagaimanakah perubahan warnanya pada titik akhir titrasi.
maaf saya copy paste soal kamu, supaya dapat mudah membaca soal :)
a. pH awal HCl (asam kuat)
[H+] = Ma x Va ................. Ma = molaritas asam, Va = valensi asam ( Va HCl = 1, liha jumlah atom H-nya saja)
maka
H+ = 0,1 x 1 = 0,1
pH = - log H+ = - log 0,1 = 1
b. secara teori NH3 yang diperlukan untuk mencapai titk ekivalen
Ma x Va x valensi = Mb x Vb x valensi
0,1 x 20 x 1 = 0,1 x Vb x 1
2/0,1 = Vb
Vb = 20 mL
c.titik ekivalen adalah titik dimana asam dan basa habis bereaksi, berdasarkan data b, maka dapat ditentukan pH larutan (dengan menentukan pH pada titik ekivalen berarti kita sudah masuk dalam BAB hidrolisis garam)
mol HCl = 20 x 0,1 = 2 mmol
mol NH3 = 20 x 0,1 = 2 mmol
HCl + NH3 -----> NH4Cl
M 2 2
R 2 2 2
S - - 2
Molaritas garam NH4Cl = mol / voltotal = 2/40 = 0,05
diandaikan Kb NH3 = 10^-5
maka
H+ = akar (Kw/Kb x Mgaram)
H+ = akar (10^-14/10^-5 x 0,05)
H+ = akar ( 0,5 x 10^-12)
= 7,071 x 100^-7
pH = 6,15
jadi pH pada saat titik ekivalen mendekati 7 atau sekitar 6,15
d.sketsa kurva titrasinya saya upload gan :)
e. indikator yang cocok metil merah, perubahannya dari tidak berwarna menjadi merah (bukan pp lho ya, ini beda lagi)
PROBLEM 16.2
Hitunglah pH: a.) larutan penyangga yang mengandung CH3COOH 0,5 M dan CH3COONa 0,5 M.(b.) setelah penambahan 0,02 mol NaOH padat ke dalam 1,0 L larutan penyangga pada soal A.
(c.) setelah penambahan 0,02 mol HCl ke dalam 1,0 L larutan penyangga pada soal ApH larutan penyangga yang mengandung CH₃COOH 0,5 M dan CH₃COONa 0,5 M adalah 5. Adapun pada penambahan 0,02 mol NaOH pH penyangga tersebut menjadi 5,03. Sedangkan ketika ditambah dengan 0,02 mol HCl pH larutan menjadi 4,97. pH larutan tersebut relatif konstan pada penambahan sedikit asam maupun sedikit basa.
Pembahasan
Pada soal diketahui beberapa data yaitu:
asam lemah = CH₃COOH (Ka = 10⁻⁵)
M a = 0,5 M
Garam = CH₃COONa
M g = 0,5 M
Basa yang ditambahkan = NaOH
Mol NaOH = 0,02 mol
Asam yang ditambahkan = HCl
Mol HCl = 0,02 mol
V larutan = 1 L
Adapun yang ditanyakan pada soal tersebut adalah
a. pH awal penyangga
b. pH penyangga setelah ditambah 0,02 mol NaOH
c. pH penyangga setelah ditambah 0,02 mol HCl
larutan penyangga merupakan larutan yang dapat mempertahankan pH-nya pada penambahan sedikit asam maupun sedikit basa. pH larutan dapat ditentukan menggunakan rumus penyangga. Karena terdapat komponen asam lemah maka rumus yang digunakan adalah rumus penyangga asam.
a. pH awal penyangga
Pada penghitungan pH penyangga asam yang terdiri dari asam lemah dengan garamnya dapat ditentukan menggunakan rumus
[H⁺] = Ka ([CH₃COOH] / [CH₃COO⁻])
= 10⁻⁵ (0,5 / 0,5)
= 10⁻⁵
pH = -log [H⁺]
= -log 10⁻⁵
= 5
b. pH setelah penambahan 0,02 mol NaOH
pH larutan setelah penambahan 0,02 mol NaOH dapat ditentukan dengan terlebih dahulu menghitung mol zat yang terdapat dalam 1 L larutan
Mol a = Ma x Va
= 0,5 x 1
= 0,5 mol
Mol g = Mg x Vg
= 0,5 x 1
= 0,5 mol
Mol [OH⁻] = 0,02 mol (dari mol NaOH)
Karena yang ditambahkan adalah larutan yang bersifat basa, maka mol OH⁻ yang ditambahkan akan mengurangi komponen asam dan menambah komponen garam/ basa konjugatnya. pH penyangga setelah penambahan basa dapat ditentukan menggunakan rumus
[H⁺] = Ka ((mol a – mol [OH⁻]) / (mol g + mol [OH⁻]))
= 10⁻⁵ ((0,5 – 0,02) / (0,5 + 0,02))
= 10⁻⁵ (0,48 / 0,52)
= 0,923 x 10⁻⁵
= 9,23 x 10⁻⁶
pH = -log [H⁺]
= -log 9,23 x 10⁻⁶
= 6 – log 9,23
= 6 – 0,97
= 5,03
c. pH setelah penambahan 0,02 mol HCl
pH larutan setelah penambahan 0,02 mol HCl dapat ditentukan dengan terlebih dahulu menghitung mol zat yang terdapat dalam 1 L larutan
Mol a = 0,5 mol
Mol g = 0,5 mol
Mol [H⁺] = 0,02 mol (dari mol HCl)
Karena yang ditambahkan adalah larutan yang bersifat asam, maka mol H⁺ yang ditambahkan akan menambah komponen asam dan mengurangi komponen garam/ basa konjugatnya. pH penyangga setelah penambahan asam dapat ditentukan menggunakan rumus
[H⁺] = Ka ((mol a + mol [H⁺]) / (mol g – mol [H⁺]))
= 10⁻⁵ ((0,5 + 0,02) / (0,5 – 0,02))
= 10⁻⁵ (0,52 / 0,48)
= 1,08 x 10⁻⁵
pH = -log [H⁺]
= -log 1,08 x 10⁻⁵
= 5 – log 1,08
= 5 – 0,03
= 4,97
Jadi dapat disimpulkan bahwa
a. pH awal larutan penyangga adalah 5
b. pH penyangga setelah penambahan 0,02 mol NaOH adalah 5,03
c. pH penyangga setelah penambahan 0,02 mol HCl adalah 4,97
Problem 16.3
Hitunglah pH dari larutan buffer 0,30 M NH3/0,36 M NH4Cl. Berapa pH-nya setelah penambahan 20 mL NaOH (0,05M) ke dalam 80 mL larutan buffer tersebut?
Hitunglah pH dari larutan buffer 0,30 M NH₃/0,36 M NH₄Cl. Berapa pH-nya setelah penambahan 20 ml NaOH 0,05 M ke dalam 80 mL larutan buffer tersebut?
pH larutan buffer NH₃/NH₄Cl setelah ditambahkan 20 ml larutan NaOH 0,05 M adalah 9 + log 1,8
Pembahasan
Larutan buffer (penyangga) merupakan larutan yang dapat mempertahankan pH apabila ditambah asam, basa atau dilakukan diencerkan.
Buffer terdiri atas :
Buffer asam yaitu larutan buffer yang terbentuk dari pencampuran asam lemah dengan garam basa konjugasinya. Contoh asam asetat CH₃COOH dengan garam yang mengandung basa konjugasinya CH₃COO⁻. Buffer asam dapat terbentuk dari pencampuran asam lemah berlebih dengan basa kuat.
- Jika larutan buffer asam CH₃COOH/CH₃COO⁻ ditambah asam, maka ion H⁺ akan bereaksi dengan basa konjugasi CH₃COO⁻.
H⁺(aq) + CH₃COO-(aq) → CH₃COOH(aq)
- Jika larutan buffer asam CH₃COOH/CH₃COO⁻ ditambah basa, maka akan ion OH⁻ akan bereaksi dengan asam CH₃COOH
OH⁻(aq) + CH₃COOH(aq) → CH₃COO⁻(aq) + H₂O(l)
Buffer basa yaitu larutan buffer yang terbentuk dari pencampuran basa lemah dengan garam asam konjugasinya. Contoh basa lemah NH₃ dengan garam yang mengandung asam konjugasinya NH₄. Buffer basa dapat terbentuk dari pencampuran basa lemah berlebih dengan asam kuat
- Jika larutan buffer basa NH₃/NH₄⁺ ditambah asam, maka ion H⁺ akan bereaksi dengan basa NH₃.
H⁺(aq) + NH₃(aq) → NH₄⁺(aq)
- Jika larutan buffer basa NH₃/NH₄⁺ ditambah basa, maka akan ion OH- akan bereaksi dengan asam konjugasi NH₄⁺.
OH⁻(aq) + NH₄⁺(aq) → NH₃(aq) + H₂O(l)
Rumus penentuan pH larutan buffer terlampir pada gambar.
Penyelesaian Soal
Diketahui :
Volume larutan buffer basa NH₃/NH₄Cl = 80 ml
Konsentrasi NH₃ = 0,3 M
Konsentrasi NH₄Cl = 0,36 M
Tetapan kesetimbangan basa NH₃ (Kb) = 2 x 10⁻⁵
Volume NaOH 0,05 M yang ditambahkan = 20 ml
Ditanya : pH larutan buffer setelah ditambahkan NaOH…?
Jawab :
Mol = molaritas x volume larutan
Mol NaOH = 0,05 M x 20 ml = 1 mmol
Reaksi ionisasi NaOH :
NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH-(aq)
Perbandingan mol sebanding dengan perbandingan koefisien reaksi, maka :
Mol OH- = mol NaOH = 1 mmol
Larutan buffer basa yang terbentuk dihasilkan dari reaksi antara basa lemah NH₃ dengan garam NH₄Cl yang mengandung asam konjugasi dari basa NH₃ yaitu NH₄⁺.
Valensi garam NH₄Cl = 1 karena menghasilkan 1 ion NH₄⁺ dari reaksi ionisasinya.
Jika larutan buffer basa NH₃/NH₄Cl ditambah dengan basa NaOH yang mengandung ion OH- maka akan bereaksi dengan garam NH₄Cl. Persamaan reaksinya yaitu :
OH-(aq) + NH₄Cl(aq) → NH₃(aq) + H₂O(l)
Mula² 1 mmol 28,8 mmol 24 mmol
Bereaksi - 1 mmol -1 mmol + 1 mmol
======================================== ==
Sisa 0 27,8 mmol 25 mmol
Mol NH₄Cl mula-mula (dalam buffer) = 0,36 M x 80 ml = 28,8 mmol
Mol NH₃ mula-mula (dalam buffer) = 0,3 M x 80 ml = 24 mmol
Volume larutan total = volume larutan buffer + volume NaOH
Volume larutan total = 80 ml + 20 ml = 100 ml
Konsentrasi NH₃ dan NH₄Cl setelah ditambahkan NaOH 0,05 M yaitu :
[NH₃] = mol NH₃ sisa / volume larutan total
[NH₃] = 25 mmol/ 100 ml = 0,25 M
[NH₄Cl] = 27,8 mmol/ 100 ml = 0,278 M
Jadi, pH larutan buffer setelah ditambahkan larutan NaOH 0,05 M sebanyak 20 ml yaitu :
[OH-] = Kb x [NH₃] / [NH₄Cl] x valensi garam NH₄Cl
[OH-] = 2 x 10⁻⁵ x (0,25 M / 0,278 M x 1)
= 1,8 x 10⁻⁵
pOH = - log [OH-]
= - log 1,8 x 10⁻⁵
= 5 – log 1,8
pH = 14 – pOH
= 14 – (5 – log 1,8)
= 9 + log 1,8
Problem 16.4
Suatu larutan dibuat dengan cara mencampurkan 200 mL asam lemah HA 0,1 M dengan 20 mL 0,2 M NaOH. Jika tetapan kesetimbangan ionisasi asam HA adalah 2.10^-4 , maka pH larutan yang terjadi adalah ....
20 ml NaOH 0,2 M dicampurkan ke dalam 200 mL 0,1 M CH3COOH (Ka=2.10^-4) maka akan diperoleh larutan dengan pH = 4 -log 8
Pembahasan
Pada reaksi antara basa kuat dengan asam lemah maka akan timbul 3 kemungkinan :
1. Jika tidak ada sisa reaksi dari reaktan maka gunakan rumus pH garam hidrolisis
2. Jika terdapat sisa asam lemah gunakan pH Buffer
3. Jika terdapat sisa basa kuat gunakan pH Basa kuat
Diketahui :
mol NaOH = 20 ml x 0,2 M = 4 mlmol = 4.10^-3 mol
mol CH3COOH = 0,1 M x (200 ml)0,2 ltr = 0,02 mol
Persamaan reaksi : NaOH + CH3COOH ⇒ CH3COONa + H2O
mula-mula 0,004 0,02
reaksi 0,004 0,004 0,004 0,004
sisa - 0,016 0,004 0,004
Karena terdapat mol sisa asam lemah maka digunakan rumus pH Buffer
[H+] = Ka . n asam/n garam
[H+] = 2.10^-4 . 0,016/ 0,004 = 8.10^-4
pH = - log [H+]
pH = - log 8.10^-4
pH = 4 -log 8
No comments:
Post a Comment