Pada halaman ini akan dibahas mengenai Contoh Soal Penambahan Asam/Basa Kuat pada Larutan Penyangga (Buffer). Semua informasi ini kami rangkum dari berbagai sumber. Semoga memberikan faedah bagi kita semua.
Menanggapi soal yang diberikan rekan anggota grup Asosiasi Guru Kimia Indonesia yang diambil dari soal SBMPTN kimia menjadi menarik untuk mencarikan contoh soal terkait dengan komponen zat apa saja yang memungkinkan terjadinya larutan penyangga (buffer).
Pasangan zat berikut ini yang jika dicampurkan akan berpeluang menghasilkan larutan bufer adalah ....
(1) CH3COOH (aq) + NaOH(aq)
(2) CH3COONa (aq) + HCl(aq)
(3) NH3(aq) + HCl(aq)
(4) NH4Cl(aq) + NaOH(aq)
Penambahan asam kuat pada larutan penyangga
Soal #1:
Berapakah pH setelah penambahan 0,002 mol HCl pada 100 mL larutan penyangga yang terdiri dari 0,50 M CH3COOH dan 0,50 M CH3COONa ?(pKa CH3COOH = 4,76 )
Pembahasan Soal #1:
pH sebelum penambahan HCl
pH sebelum penambahan HCl dapat dihitung seperti biasanya.
pH = pKa + log([garam]/[asam])
pH = 4,76 + log(0,50/0,50)
pH = 4,76 + log(1)
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
HCl akan bereaksi dengan CH3COONa:
CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl
Atau jika disingkat menjadi:
CH3COO– + H+ ⇌ CH3COOH
Jumlah CH3COOH dalam larutan penyangga sebelum ditambahkan HCl
= 0,1 L × 0,50 M= 0,05 mol
Jumlah CH3COONa dalam larutan penyangga sebelum penambahan HCl
= 0,1 L × 0,50 M= 0,05 mol
Jumlah HCl yang ditambahkan 0,002 mol
Berdasar pada perbandingan koefisien persamaan reaksi setara (1:1) maka:
0,002 mol CH3COONa bereaksi dengan 0,002 mol HCl menghasilkan 0,002 mol CH3COOH. (⟶jumlah CH3COOH setelah penambahan 0,002 mol HCl)
Total jumlah CH3COOH sebelum dan sesudah penambahan 0,002 mol HCl = 0,052mol
Konsentrasi CH3COOH akhir = 0,052 mol / 0,1 L = 0,52 M
Sebanyak 0,002 mol CH3COONa yang telah bereaksi dengan HCl,CH3COONa yang tersisa (tidak bereaksi dengan HCl = 0,05 – 0,002 = 0,048 mol
Konsentrasi CH3COONa akhir = 0,048 mol / 0,1 L = 0,48 M
pH = pKa + log([garam]/[asam])
pH = 4,76 + log (0,48/0,52)
pH = 4,76 +log 0,923
pH = 4,76 + (– 0,03)
pH = 4,73
Penambahan basa kuat pada larutan penyangga
Soal #2:
Berapakah pH campuran 30 mL CH3COONa 0,1 M dan 15 mL HCl 0,1 M?
Berapakah pH campuran tersebut setelah ditambahkan 5 ml NaOH 0,1 M?
Pembahasan Soal #2:
Jumlah CH3COONa = 0,03 L × 0,1 M = 0,003 mol
Jumlah HCl = 0,015 L × 0,1 M = 0,0015 mol
Ketika CH3COONa dan HCl dicampurkan, H+ dari HCl akan terjadi reaksi:
CH3COO– + H+ ⇌ CH3COOH
Perbandingan molar antara ion CH3COO– dengan ion H+ adalah 1:1, oleh karena itu HCl bertindak sebagai pereaksi pembatas.
Jumlah asam asetat yang terbentuk akan sama dengan mol HCl = 0,0015 mol
Jumlah ion asetat (garam) yang tersisa ⟶ 0,003 – 0,0015 = 0,0015 mol
Jadi pada saat akhir terdapat asam lemah CH3COOH dan basa konjugasinya (garam) membentuk larutan penyangga.
pH = pKa + log(mol garam/mol asam)
pH = 4,76 + log(0,0015/0,0015)
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Penambahan basa kuat NaOH akan menetralkan ion H+ (pada CH3COOH hasil reaksi campuran CH3COONa + HCl di atas) dan menghasilkan ion CH3COO–
CH3COOH + NaOH ⟶ CH3COONa + H2O
Jumlah NaOH ⟶ 0,005 L x 0,1 M = 0,0005 mol
Perbandingan molar pada reaksi tersebut adalah 1:1, jumlah NaOH = jumlah CH3COO–
Jumlah CH3COO– = jumlah NaOH = 0,0005 mol
Ingat jumlah CH3COOH sebelumnya (dari reaksi campuran awal) = 0,0015 mol
Jumlah CH3COOH yang tersisa ⟶ 0,0015 mol – 0,0005 = 0,001 mol
Total jumlah CH3COO– ⟶ 0,0005 mol + 0,0015 mol = 0,0020 mol
pH = 4,76 + log(0,0020/0,001)
pH = 4,76 + log 2
pH = 4,76 + 0,30
pH = 5,06
Dari 2 pembahasan soal tersebut dapat dipahami bahwa komponen zat pada alternatif jawaban soal SBMPTN tersebut keempat-empatnya berpeluang membentuk larutan penyangga.
Pasangan zat berikut ini yang jika dicampurkan akan berpeluang menghasilkan larutan bufer adalah ....
(1) CH3COOH (aq) + NaOH(aq)
(2) CH3COONa (aq) + HCl(aq)
(3) NH3(aq) + HCl(aq)
(4) NH4Cl(aq) + NaOH(aq)
Penambahan asam kuat pada larutan penyangga
Soal #1:
Berapakah pH setelah penambahan 0,002 mol HCl pada 100 mL larutan penyangga yang terdiri dari 0,50 M CH3COOH dan 0,50 M CH3COONa ?(pKa CH3COOH = 4,76 )
Pembahasan Soal #1:
pH sebelum penambahan HCl
pH sebelum penambahan HCl dapat dihitung seperti biasanya.
pH = pKa + log([garam]/[asam])
pH = 4,76 + log(0,50/0,50)
pH = 4,76 + log(1)
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
HCl akan bereaksi dengan CH3COONa:
CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl
Atau jika disingkat menjadi:
CH3COO– + H+ ⇌ CH3COOH
Jumlah CH3COOH dalam larutan penyangga sebelum ditambahkan HCl
= 0,1 L × 0,50 M= 0,05 mol
Jumlah CH3COONa dalam larutan penyangga sebelum penambahan HCl
= 0,1 L × 0,50 M= 0,05 mol
Jumlah HCl yang ditambahkan 0,002 mol
Berdasar pada perbandingan koefisien persamaan reaksi setara (1:1) maka:
0,002 mol CH3COONa bereaksi dengan 0,002 mol HCl menghasilkan 0,002 mol CH3COOH. (⟶jumlah CH3COOH setelah penambahan 0,002 mol HCl)
| Reaksi | : | CH3COONa | + | HCl | ⇌ | CH3COOH | + | NaCl | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Awal | : | 0,05 mol | 0,002 mol | 0,05 mol | – | ||||
| Bereaksi | : | –0,002 mol | –0,002 mol | +0,002 mol | +0,002 mol | ||||
| Kesetimbangan | : | 0,048 mol | 0 | 0,052 mol | 0,002 mol |
Total jumlah CH3COOH sebelum dan sesudah penambahan 0,002 mol HCl = 0,052mol
Konsentrasi CH3COOH akhir = 0,052 mol / 0,1 L = 0,52 M
Sebanyak 0,002 mol CH3COONa yang telah bereaksi dengan HCl,CH3COONa yang tersisa (tidak bereaksi dengan HCl = 0,05 – 0,002 = 0,048 mol
Konsentrasi CH3COONa akhir = 0,048 mol / 0,1 L = 0,48 M
pH = pKa + log([garam]/[asam])
pH = 4,76 + log (0,48/0,52)
pH = 4,76 +log 0,923
pH = 4,76 + (– 0,03)
pH = 4,73
Penambahan basa kuat pada larutan penyangga
Soal #2:
Berapakah pH campuran 30 mL CH3COONa 0,1 M dan 15 mL HCl 0,1 M?
Berapakah pH campuran tersebut setelah ditambahkan 5 ml NaOH 0,1 M?
Pembahasan Soal #2:
Jumlah CH3COONa = 0,03 L × 0,1 M = 0,003 mol
Jumlah HCl = 0,015 L × 0,1 M = 0,0015 mol
| Reaksi | : | CH3COONa | + | HCl | ⇌ | CH3COOH | + | NaCl | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Awal | : | 0,003 mol | 0,0015 mol | – | – | ||||
| Bereaksi | : | –0,0015 mol | –0,0015 mol | +0,0015 mol | +0,0015 mol | ||||
| Kesetimbangan | : | 0,0015 mol | 0 | 0,0015 mol | 0,0015 mol |
Ketika CH3COONa dan HCl dicampurkan, H+ dari HCl akan terjadi reaksi:
CH3COO– + H+ ⇌ CH3COOH
Perbandingan molar antara ion CH3COO– dengan ion H+ adalah 1:1, oleh karena itu HCl bertindak sebagai pereaksi pembatas.
Jumlah asam asetat yang terbentuk akan sama dengan mol HCl = 0,0015 mol
Jumlah ion asetat (garam) yang tersisa ⟶ 0,003 – 0,0015 = 0,0015 mol
Jadi pada saat akhir terdapat asam lemah CH3COOH dan basa konjugasinya (garam) membentuk larutan penyangga.
pH = pKa + log(mol garam/mol asam)
pH = 4,76 + log(0,0015/0,0015)
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Penambahan basa kuat NaOH akan menetralkan ion H+ (pada CH3COOH hasil reaksi campuran CH3COONa + HCl di atas) dan menghasilkan ion CH3COO–
CH3COOH + NaOH ⟶ CH3COONa + H2O
Jumlah NaOH ⟶ 0,005 L x 0,1 M = 0,0005 mol
Perbandingan molar pada reaksi tersebut adalah 1:1, jumlah NaOH = jumlah CH3COO–
Jumlah CH3COO– = jumlah NaOH = 0,0005 mol
| Reaksi | : | CH3COOH | + | NaOH | ⇌ | CH3COONa | + | H2O | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Awal | : | 0,0015 mol | 0,0005 mol | 0,0015 mol | – | ||||
| Bereaksi | : | –0,0005 mol | –0,0005 mol | +0,0005 mol | – | ||||
| Kesetimbangan | : | 0,001 mol | 0 | 0,0020 mol | – |
Ingat jumlah CH3COOH sebelumnya (dari reaksi campuran awal) = 0,0015 mol
Jumlah CH3COOH yang tersisa ⟶ 0,0015 mol – 0,0005 = 0,001 mol
Total jumlah CH3COO– ⟶ 0,0005 mol + 0,0015 mol = 0,0020 mol
pH = 4,76 + log(0,0020/0,001)
pH = 4,76 + log 2
pH = 4,76 + 0,30
pH = 5,06
Dari 2 pembahasan soal tersebut dapat dipahami bahwa komponen zat pada alternatif jawaban soal SBMPTN tersebut keempat-empatnya berpeluang membentuk larutan penyangga.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar