Membahas Soal Berkaitan Dengan Volume Campuran Yang Diperlukan Untuk Membentuk Larutan Penyangga Dengan pH Tertentu
Dalam artikel kali ini, saya ingin menjelaskan kepada kalian tentang contoh – contoh soal yang berkaitan dengan volume campuran yang diperlukan untuk membentuk larutan penyangga dengan pH tertentu. Jadi, pada soal-soal yang akan kita bahas nanti, pH larutan penyangganya sudah diketahui dan hal yang ditanyakan adalah seputar volume campuran.
Contoh Soal 1
Volume larutan HF 0,01 M yang harus dicampurkan dengan 200 mL larutan NaF 0,02 M agar terbentuk larutan penyangga dengan pH = 5 adalah………(Ka HF = 2 x 10^-5)
A. 100 mL
B. 130 mL
C. 200 mL
D. 240 mL
E. 300 mL
Pembahasan:
Seperti yang sudah kalian ketahui bahwa HF adalah asam lemah dan NaF adalah garamnya. Campuran dari kedua larutan ini dapat langsung membentuk larutan penyangga dan bersifat asam. Disoal diketahui bahwa pH campuran = 5.
Misalkan V HF = x mL
Mol HF/AL = M x V = 0,01 M . x mL = 0,01x mmol
Mol NaF/Garam = M x V = 0,02 M x 200 mL = 4 mmol
NaF akan mengion didalam campuran menghasilkan F- yang merupakan basa konjugasi dai HF.
NaF ==> Na+ + F-
4 mmol 4 mmol
Mol basa konjugasi = 4 mmol
pH = 5 ==> [H+] = 1 x 10^-5
Dari rumus mencari konsentrasi H+ penyangga asam, kita bisa mengetahui nilai x atau V dari HF-nya.
[H+] = Ka x (mol AL/mol basa konjugasi)
1 x 10^-5 = 2 x 10^-5 x (0,01x mmol/4 mmol)
0,01x = 4/2
x = 2/0,01 = 200 mL
Jadi, volume HF yang harus dicampurkan dengan NaF agar terbentuk pH = 5 adalah 200 mL.
Kunci Jawaban: C
Nah, cukup mudah kan caranya.
Kalau pada soal diatas, larutan yang dicampurkan dapat langsung membentuk larutan penyangga. Bagaimana cara mencari volume salah satu larutan jika yang dicampurkan AL + BK atau BL + AK yang belum tentu dapat membentuk larutan penyangga. Untuk mengathuinya, perhatikan pembahasan contoh soal 2 berikut ini.
Contoh Soal 2
Volume larutan H2SO4 0,2 M yang harus direaksikan dengan 100 mL larutan NH4OH 0,5 M (Kb = 1 x 10^-5) agar terbentuk larutan penyangga dengan pH = 9 adalah…….
Pembahasan:
Kalian tentu sudah tahu bahwa campuran AK dan BL hanya dapat membentuk larutan penyangga ketika ada basa lemahnya yang berisa di akhir reaksi. Itu artinya, seluruh mol asam kuat yang ada harus habis bereaksi.
Misalkan, V H2SO4 = x mL
Mol AK = M x V = 0,2 M . x mL = 0,2x mmol
Mol BL = M x V = = 0,5 M x 100 mL = 50 mmol
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Nah, dari stoikiometri reaksi diatas dapat kamu lihat bahwa:
Mol BL sisa = (50 – 0,4x) mmol
Mol garam yang terbentuk = 02x mmol
Nah, garam (NH4)3SO4 akan mengion menurut persamaan reaksi:
(NH4)3SO4 ==> 2NH4+ + SO4^2-
0,2x mmol 0,4x mmol
Ingat, yang merupakan asam konjugasi pada garam ini adalah NH4+.
Mol asam konjugasinya = 0,4x mmol
Berdasarkan harga pH dari campuran ini yaitu 9, maka dapat dipastikan bahwa campuran tersebut membentuk penyangga basa.
pH = 9 --> pOH = 14 – 9 = 5
[OH-] = 10^-5 M
Dari rumus mencari konsentrasi OH- penyangga basa, kita bisa cari nilai x atau volume dari H2SO4-nya.
[OH-] = Kb x (mol BL sisa/mol asam konjugasinya)
10^-5 = 10^-5 x (50 – 0,4x/0,4x)
1 = 50 – 0,4x/0,4x
0,4x = 50 – 0,4x
0,8x = 50
x = 50/0,8 = 62,5 mL
Jadi, volume H2SO4 yang harus dicampurkan adalah sebanyak 62,5 m.
Dari dua contoh soal diatas, pH yang diketahui selalu berupa bilangan bulat sehingga mudah mengubahnya ke dalam bentuk log. Bagaimana kalau pH-nya dalam bentuk bilangan berkoma. Bagaimana cara mengubahnya ke dalam bentuk log? Untuk mengetahuinya, kamu dapat perhatikan pembahasan contoh soal dibawah ini.
Contoh Soal 3
pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan x mL larutan CH3COOH 0,08 M dengan 250 mL larutan KOH 0,06 M adalah 5,7. Jika Ka CH3COOH = 1 x 10^-5, maka nilai x = ……?(log 2 = 0,3)
A. 175 mL
B. 225 mL
C. 275 mL
D. 325 mL
E. 365 mL
Pembahasan:
Campuran CH3COOH dan KOH dapat membentuk larutan penyangga asam jika pada akhir reaksi terdapat sisa mol dari AL dan basa kuatnya habis bereaksi.
Mol CH3COOH = M x V = 0,08 M . x mL = 0,08x mmol
Mol KOH = M x V = 0,06 M x 250 mL = 15 mmol
Reaksi yang terjadi:
Mol AL sisa = 0,08x – 15
Mol garam = mol basa konjugasi = 15 mmol
pH yang diketahui pada soal ini bukan bilangan bulat sehingga membutuhkan sedikit trik untuk mengubahnya menjadi [H+].
pH = - log [H+]
5,7 = - log [H+], karena log 2 = 0,3 maka 5,7 = 6 – log 2
6 – log 2 = - log [H+], 6 – log 2 = - log 2 x 10^-6
- log 2 x 10^-6 = - log [H+], hilangkan tanda – log
[H+] = 2 x 10^-6 M
[H+] penyangga asam = Ka x (mol AL sisa/mol basa konjugasinya)
2 x 10^-6 = 10^-5 x (0,08x – 15/15)
0,2 = (0,08x – 15)/15
3 = 0,08x – 15
0,08x = 18
x = 18/0,08 = 225 mL
Jadi, nilai x pada soal diatas adalah 225 mL.
Kunci Jawaban: B
Contoh Soal 4
Perbandingan volume Na2CO3 0,01 M dan H2CO3 0,05 M yang harus dilarutkan agar terbentuk larutan penyangga dengan pH = 4 – log 3 adalah………Ka H2SO3 = 2 x 10^-5)
A. 1 : 3
B. 2 : 3
C. 3 : 1
D. 3 : 2
E. 3 : 5
Pembahasan:
Zat yang dicampurkan pada soal ini adalah AL dan garamnya.Campuran tersbut akan membentuk larutan penyangga bersifat asam.
pH = 4 – log 3
[H+] = 3 x 10^-4 M
[H+] = Ka x (mol AL/mol basa konjugasi)
3 x 10^-4 = 2 x 10^-5 x (mol AL/mol basa konjugasinya)
Mol AL/mol basa konjugasinya = 3 x 10^-4/2 x 10^-5
Mol AL/mol basa konjugasinya = 15 : 1
Garam Na2CO3 mengion menjadi:
Na2CO3 ==> 2Na+ + CO3^2-
Yang merupakan basa konjugasi dari H2CO3 adalah CO3^2-. Dapat kalian lihat pada reaksi diatas, karena koefisien CO3^2- = Na2CO3, maka mol CO3^2- (basa konjugasi) = mol Na2CO3 (garam), sehingga:
Mol AL/mol basa konjugasinya = 15 : 1
Mol AL/mol garam = 15 : 1
Kita tahu bahwa mol = M x V, sehingga:
Mol AL/mol garam = 15 : 1
(M x V) AL/(M x V) garam = 15 : 1
(0,05 M x V) AL/(0,01 M x V) garam = 15 : 1
(5/1)(V AL/V garam) = 15/1
V AL : V garam = 3 : 1
Jadi, perbandingan volume H2CO3 dan Na2CO3 yang harus dicamourkan agar memiliki pH seperti yang telah disebutkan pada soal adalah 3 : 1
Kunci Jawaban: C
Soal diatas kan zat yang dicampurkan adalah AL dan garamnya yang sudah pasti membentuk larutan penyangga. Gimana kalau kita diminta mencari perbandingan volume campuran AL dan basa kuat atau basa lemah dan asam kuat seperti contoh soal dibawah ini.
Contoh Soal 5
Larutan NH4OH 0,2 M dicampurkan dengan larutan HI 0,1 M sehingga terbentuk larutan penyangga dengan pH = 9 + log 3. Jika diketahui Kb NH4OH = 1 x 10^-5, maka perbandingan volume NH4OH dan HI yang bercampur adalah……..
A. 4 : 5
B. 3 : 4
C. 3 : 2
D. 2 : 3
E. 2 : 1
Pembahasan:
Berdasarkan harga pH-nya, lartan penyang yang dibentuk oleh campuran NH4OH dan HI adalah larutan penyangga basa,
pH = 9 + log 3 ==> pOH = 5 – log 3
[OH-] = 3 x 10^-5 M
Rumus untuk mencari konsentrasi OH- jika zat yang diampurkan adalah BL + AK adalah”
[OH-] = Kb x (mol BL sisa/mol asam konjugasinya)
3 x 10^-3 = 10^-5 x (mol BL sisa/mol asam konjugasinya)
mol BL sisa : mol asam konjugasi = 3 : 1
Reaksi yang terjadi saat NH4OH dicampurkan dengan HI:
NH4OH + HI ==> NH4I + H2O
NH4I adalah garam yang jika mengion akan menghasilkan asam konjugasi dari NH4OH yaitu NH4+.
NH4I ==> NH4+ + I-
mol NH4+ (asam konjugasi) = mol NH4I (garam)
Maka:
Mol basa lemah sisa : mol asam konjugasinya = 3 : 1
Mol NH4OH sisa : mol NH4I = 3 : 1
Jika kita misalkan mol NH4OH sisa = 3 mol, maka mol NH4I = 1 mol
Perhatikan stoikiometri reaksi berikut:
Agar terbentuk penyangga dari campuran BL dan AK, maka AK-nya harus habis bereaksi dan BL-bersisa. Pada stoikimetri diatas didapatkan perbandingan:
Mol NH4OH mula-mula : mol HI mula - mula = 4 : 1 (karena mol = M x V)
(M x V) NH4OH : (M x V) HI = 4 : 1
0,2V NH4OH /0,1V HI = 4/1
V H4OH : V HI = 2 : 1
Kunci Jawaban: E
Nah, sampai disini kita sudah membahas tiga tipe soal yang berkaitan dengan menghitung volume salah satu zat dalam campuran larutan penyangga yang memiliki pH tertentu. Jika kamu masih kurang paham, kamu dapat bertanya di kolom komentar ya.
Bagi kamu yang sudah paham, silahkan kerjakan beberapa soal latihan berikut ini dan kemudian cocokkan jawaban yang kamu peroleh dengan kunci jawaban yang tersedia ya.
Soal Latihan 1
Volume larutan NH4NO3 0,01 M yang harus dicampurkan ke dalam 50 mL larutan NH4OH 0,02 M agar tersebut larutan penyangga dengan pH = 9 + log 2 adalah…….(Kb NH4OH = 10^-5)
A. 50 ML
B. 75 mL
C. 100 mL
D. 150 mL
E. 200 mL
Kunci Jawaban: A
Soal Latihan 2
pH dari campuran x mL Ba(OH)2 1 M dan 200 mL H2S 2 M adalah adalah 4,5. Jika Ka H2S = 2 x 10^-5 dan log 3 = 0,5, maka harga x =……..?
A. 120 mL
B. 140 mL
C. 160 mL
D. 180 mL
E. 220 mL
Kunci Jawaban: C
Oke, sekian dulu pembahasan kita mengenai materi larutan penyangga yang satu ini. Semoga bermanfaat.
- Mencari Massa Garam Yang Harus Dilarutkan Untuk Membentuk Larutan Penyangga Dengan pH Tertentu
- Menentukan pH Larutan Penyangga Yang Dibuat Dari Campuran Asam Lemah dan Basa Kuat Atau Basa Lemah dan Asam Kuat
- Menentukan Campuran Yang Dapat Membentuk Larutan Penyangga
- Menentukan pH Larutan Penyangga Yang Dibuat Dari Campuran Asam Atau Basa Lemah dan Garamnya
- Tutorial Menjawab Soal Kelas 11 SMA Materi Asam, Basa dan Garam 1
- Tutorial Menjawab Soal Kelas 11 SMA Materi Asam, Basa dan Garam 2
- Tutorial Menjawab Soal UN Kimia SKL Larutan Penyangga
- Bank Soal Kimia Kelas 11 Bab Larutan Penyangga
- Soal Essay Tentang Menghitung pH Larutan Penyangga + Pembahasan
- Tutorial Menjawab Soal Tentang Menghitung pH Larutan Penyangga
Posting Komentar untuk "Membahas Soal Berkaitan Dengan Volume Campuran Yang Diperlukan Untuk Membentuk Larutan Penyangga Dengan pH Tertentu"