Pada halaman ini akan dibahas mengenai Menghitung pH H2SO4 yang Diketahui Konsentrasi dan Nilai Ka2-nya. Semua informasi ini kami rangkum dari berbagai sumber. Semoga memberikan faedah bagi kita semua.
Soal:
Berapa pH larutan H2SO4 0,01 M (Ka1 sangat besar dan Ka2 = 0,012)
A. 1,84
B. 1,77
C. 1,70
D. 1,66
E. 1,54
Pembahasan Soal:
Perhitungan pH asam sulfat sering menganggap semua ion H+ terurai 100%, sehingga perhitungan pH cukup menggunakan data konsentrasi yang diketahui saja. Misal pada soal tersebut dianggap terurai sempurna secara keseluruhan dan tanpa data Ka maka perhitungan pH-nya menjadi:
pH = -log [H+]
pH = -log 2.[H2SO4]
pH = -log 2. 0,01
pH = -log 0,02
pH = 1,69897 ≈ 1,70
Cerita menjadi berbeda bila nilai Ka diketahui dan konsenrasinya relatif kecil seperti soal di atas.
Ion H+ memang dominan dihasilkan pada penguraian pertama H2SO4, karena nilai Ka1 dikatakan sangat besar. Sementara itu penguraian H+ kedua dari ion HSO4– nilai Ka2 = 0,012 jumlahnya memang relatif lebih kecil dibandingkan hasil dari penguraian pertama. Pada banyak kasus untuk H2SO4 dianggap terurai sempurna, kecuali disebut seperti pada soal ini.
Penguraian pertama:
H2SO4 → H+ + HSO4–
Karena pada penguraian ini berkesudahan, terurai sempurna, Ka1 dikatakan sangat besar, maka
[H+] = [H2SO4] = 0,01 M = [HSO4–]
Penguraian kedua: HSO4– ⇌ H+ + SO42–
Ka2 = [H+][ SO42–] / [HSO4–]
0,012 = ((0,01 M + x)(x)) / (0,01 M – x)
Asumsi nilai x <<< 0,01 M dan x = 0,012 M, di sini sebenarnya asumsi sudah jelas tidak bisa diterima karena nilai x justru lebih besar dari 0,01 M, namun sebagai contoh proses hitung lainnya nanti pada pembahasan ini tetap dicontohkan bagaimana cara menguji asumsi tersebut.
Menguji asumsi, apakah nilai Ka2 boleh diabaikan?
Ikuti aturan 5% seperti yang pernah dibahas di blog ini. Cara mengujinya dengan menggunakan rumus “Kesalahan Relatif” sebagai berikut.
(0,012 M : 0,01 M) x 100% = 120%
Karena nilainya lebih dari 5% maka nilai x harus diselesaikan dengan menggunakan persamaan kuadrat.
0,012 = ((0,01 + x)(x)) / (0,01 – x)
0,012 = (0,01.x + x2) / (0,01 – x)
0,012 (0,01 – x ) = (0,01.x + x2)
0,00012 – 0,012.x = 0,01.x + x2
0,00012 – 0,012.x = 0,01.x + x2
x2 + 0,01.x + 0,012.x – 0,00012 = 0
x2 + 0,022.x – 0,00012 = 0
x diselesaikan dengan rumus persamaan kuadrat ABC diperoleh x = 0,0045 M
Total [H+] = [H+] hasil peruraian pertama + [H+] hasil peruraian kedua
Total [H+] = 0,01 M + 0,0045 M
Total [H+] = 0,0145 M
pH = -log [H+]
pH = - log 0,0145
pH = 1,8386 ≈ 1,84
Dari alternatif yang tersedia yang mendekati hasil hitung adalah pilihan A.
Berapa pH larutan H2SO4 0,01 M (Ka1 sangat besar dan Ka2 = 0,012)
A. 1,84
B. 1,77
C. 1,70
D. 1,66
E. 1,54
Pembahasan Soal:
Perhitungan pH asam sulfat sering menganggap semua ion H+ terurai 100%, sehingga perhitungan pH cukup menggunakan data konsentrasi yang diketahui saja. Misal pada soal tersebut dianggap terurai sempurna secara keseluruhan dan tanpa data Ka maka perhitungan pH-nya menjadi:
pH = -log [H+]
pH = -log 2.[H2SO4]
pH = -log 2. 0,01
pH = -log 0,02
pH = 1,69897 ≈ 1,70
Cerita menjadi berbeda bila nilai Ka diketahui dan konsenrasinya relatif kecil seperti soal di atas.
Ion H+ memang dominan dihasilkan pada penguraian pertama H2SO4, karena nilai Ka1 dikatakan sangat besar. Sementara itu penguraian H+ kedua dari ion HSO4– nilai Ka2 = 0,012 jumlahnya memang relatif lebih kecil dibandingkan hasil dari penguraian pertama. Pada banyak kasus untuk H2SO4 dianggap terurai sempurna, kecuali disebut seperti pada soal ini.
Penguraian pertama:
H2SO4 → H+ + HSO4–
Karena pada penguraian ini berkesudahan, terurai sempurna, Ka1 dikatakan sangat besar, maka
[H+] = [H2SO4] = 0,01 M = [HSO4–]
Penguraian kedua: HSO4– ⇌ H+ + SO42–
| Molaritas | HSO4– | ⇌ | H+ | + | SO42– |
| Awal | 0,01 M | 0,01 M | 0 | ||
| Bereaksi | -x M | +x M | +x M | ||
| Setimbang | (0,01-x) M | (0,01+x) M | x M |
Ka2 = [H+][ SO42–] / [HSO4–]
0,012 = ((0,01 M + x)(x)) / (0,01 M – x)
Asumsi nilai x <<< 0,01 M dan x = 0,012 M, di sini sebenarnya asumsi sudah jelas tidak bisa diterima karena nilai x justru lebih besar dari 0,01 M, namun sebagai contoh proses hitung lainnya nanti pada pembahasan ini tetap dicontohkan bagaimana cara menguji asumsi tersebut.
Menguji asumsi, apakah nilai Ka2 boleh diabaikan?
Ikuti aturan 5% seperti yang pernah dibahas di blog ini. Cara mengujinya dengan menggunakan rumus “Kesalahan Relatif” sebagai berikut.
(0,012 M : 0,01 M) x 100% = 120%
Karena nilainya lebih dari 5% maka nilai x harus diselesaikan dengan menggunakan persamaan kuadrat.
0,012 = ((0,01 + x)(x)) / (0,01 – x)
0,012 = (0,01.x + x2) / (0,01 – x)
0,012 (0,01 – x ) = (0,01.x + x2)
0,00012 – 0,012.x = 0,01.x + x2
0,00012 – 0,012.x = 0,01.x + x2
x2 + 0,01.x + 0,012.x – 0,00012 = 0
x2 + 0,022.x – 0,00012 = 0
x diselesaikan dengan rumus persamaan kuadrat ABC diperoleh x = 0,0045 M
Total [H+] = [H+] hasil peruraian pertama + [H+] hasil peruraian kedua
Total [H+] = 0,01 M + 0,0045 M
Total [H+] = 0,0145 M
pH = -log [H+]
pH = - log 0,0145
pH = 1,8386 ≈ 1,84
Dari alternatif yang tersedia yang mendekati hasil hitung adalah pilihan A.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar