Menghitung pH Larutan Penyangga Basa

oleh admin

Berikut ini contoh penyelesaian soal dalam menghitung pH larutan penyangga yang penyusunnya dari basa lemah dan basa konjungasinya.

Daftar Isi

Soal Nomor 1

Calculate the pH of buffer solution that comprises of 15 mL of 0.1 M CH₃COOH solution and 15 mL of CH₃COONa if Ka of CH₃COOH = 1.8 x 10^-5.
Hitunglah pH larutan bufer yang terdiri atas 15 mL larutan CH₃COOH 0,1 M dan 15 mL CH₃COONa jika Ka CH₃COOH = 1,8 x 10^-5.

Lihat Jawaban

The number of moles of CH₃COOH = 15 mL x 0.1 mmol mL^-1.

= 1.5 mmol

Jumlah mol CH₃COOH = 15 mL x 0,1 mmol mL^-1

= 1.5 mmol

The number of moles of CH₃COONa = 15 mL x 0.1 mmol mL^-1.

= 1.5 mmol

Jumlah mol CH₃COONa = 15 mL x 0,1 mmol mL^-1

= 1,5 mmol

Because the number of moles of acid = the number of moles of conjugate base, thus:

pH = – log Ka
pH = – log 1.8 x 10^-5
pH = 4.75

Karena jumlah mol asam = jumlah mol basa konjugasinya maka:
pH = – log Ka
pH = – log 1,8 x 10^-5
pH = 4,75

Soal Nomor 2

A quantity of 50 mL of 0.1 M (NH₄)₂SO₄ solution added into 50 mL of 0.1 M NH₄OH solution.
Sebanyak 50 mL larutan (NH₄)₂SO₄ 0,1 M ditambahkan ke dalam 50 mL larutan NH₄OH 0,1 mL.

Calculate the pH of the solution after being added with (NH₄)₂SO₄ (Kb of NH₄OH = 1.8 x 10^-5)
Hitunglah pH larutan setelah penambahan (NH₄)₂SO₄ Kb NH₄OH = 1.8 x 10^-5
When 5 mL of 0.1 M HCl solution is added into the mixture, how much is the pH?
Jika ditambahkan 5 mL larutan HCI 0,1 M ke dalam campuran itu, berapakah besar pH yang terjadi?

Lihat Jawaban

A solution that contains NH₄OH and (NH₄)₂SO₄ is a buffer solution because it contains weak base (NH₄OH) and its conjugate acid (NH₄⁺) so the pH depends on the proportion between moles NH₄OH and moles of NH₄⁺.
Moles of NH₄OH =50 mL x 0.1 mmol mL^-1. = 5 mmol
Larutan yang terdiri atas NH₄OH dan (NH₄)₂SO₄ merupakan larutan bufer karena mengandung basa lemah (NH₄OH) dan asam konjugasinya (NH₄⁺) sehingga besar pH bergantung pada perbandingan antara mol NH₄OH dan mol NH₄⁺.
Mol NH₄OH = 50 mL x 0,1 mmol mL^-1 = 5 mmol
In the solution, (NH₄)₂SO₄ will go through the following complete ionization.
Dalam larutannya(NH₄)₂SO₄ akan mengalami ionisasi sempurna sebagai berikut.(NH₄)₂SO₄(aq) →2 NH₄⁺aq) + SO₄^2-(aq)
Based on the reaction above, the moles of NH₄⁺, in the solution is twice of the moles (NH₄)₂SO₄.
moles of NH₄⁺ = 2 x moles of (NH₄)₂SO₄
moles of NH₄⁺ = 2 × 50 mL x 0.1 mmol mL^-1
moles of NH₄⁺ = 10 mmol
pOH = -log (9 x 10^-6) = 6 – log 9
pH = 14 – (6 – log 9)
pH = 8 + log 9 = 8.95
Berdasarkan reaksi di atas, jumlah mol NH₄⁺ dalam larutan sama dengan dua kali jumlah mol (NH₄)₂SO₄
mol NH₄⁺ = 2 x mol (NH₄)₂SO₄= 2 × 50 mL x 0.1 mmol mL^-1= 10 mmol
pOH = -log (9 x 10^-6) = 6 – log 9
pH = 14 – (6 – log 9)
pH = 8 + log 9 = 8.95
The addition of HCl into the basic buffer solution causes the reduction of weak base (NH₄OH) and increases its conjugate acid (NH₄⁺).
moles of HCI added = 5 mL x 0.1 mmol mL^-1 = 0.5 mmol
Penambahan HCI ke dalam larutan bufer basa menyebabkan pengurangan basa lemah (NH₄OH) dan menambah asam konjugasinya (NH₄⁺).
mol HCI yang ditambahkan = 5 mL x 0,1 mmol mL^-1 = 0,5 mmol
Reaction happens according to the equation:
NH₄OH(aq) + H⁺(aq) → NH₄⁺(aq) + H₂O(l)
initial : 5 mmol 0.5 mmol 10 mmol
reacting : 0.5 mmol 0.5 mmol 0,5 mmol
end : 4.5 mmol – 10.5 mmol
pOH = – log (7.7 x 10^-6)
pOH = 6 – log 7.7
pH = 14 – (6 – log 7.7)
pH = 8.89
Reaksi yang terjadi sesuai persamaan:
NH₄OH(aq) + H⁺(aq) → NH₄⁺(aq) + H₂O(l)
mula-mula : 5 mmol 0,5 mmol 10 mmol
bereaksi : 0,5 mmol 0,5 mmol 0,5 mmol
akhir : 4,5 mmol – 10,5 mmol
pOH = – log (7,7 x 10^-6)
pOH = 6 – log 7.7
pH = 14 – (6 – log 7,7)
pH = 8,89
Penambahan asam mengakibatkan penurunan pH, tetapi relatif kecil yaitu dari 9,95 menjadi 8,89.

Soal Nomor 3

Sebanyak 50 mL larutan NH₄OH 0,1 M dicampurkan dengan 100 mL NH₄Cl 0,5 M. Jika Kb NH₄OH = 10^-5, tentukan pH campuran tersebut

Lihat Jawaban

50 mL NH₄OH 0,1 M = 50 mL x 0,1 M = 5 mmol = 0,005 mol = 5.10^-3 mol
100 mL NH₄Cl 0,5 M = 100 mL x 0,5 M = 50 mmol = 0,05 mol = 5.10^-2 mol
Campuran tersebut merupakan campuran penyangga karena campuran basa lemah dengan garamnya.

pOH = – log [OH^–] pOH = – log 10^-6
pOH = 6

pH = 14 – 6
pH = 8

Jadi pH campuran tersebut adalah 8.

Soal Nomor 4

Tentukan banyaknya padatan yang harus ditambahkan agar diperoleh larutan penyangga dari campuran berikut.

Natrium asetat dilarutkan ke dalam 1 liter asam asetat 0,5 M agar diperoleh larutan dengan pH = 6. Diketahui Ka CH₃COOH = 1,8.10^-5 (Ar H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23)
Natrium hidroksida dilarutkan ke dalam campuran 55 mL CH₃COOH 0,1 M dengan 50 mL CH₃COONa 0,1 M agar diperoleh larutan dengan pH = 6. Diketahui Ka CH₃COOH = 2.10^-5. (Ar Na = 23, O = 16, H = 1)

Lihat Jawaban

Banyaknya mol 1 liter CH₃COOH 0,5 M = 0,5 mol
pH = 6, berarti [H⁺] = 10^-6
massa CH₃COONa = 9 mol x Mr CH₃COONa
massa CH₃COONa = 9 x 82
massa CH₃COONa = 738 gram
Jadi untuk memperoleh larutan penyangga dengan pH = 6, maka harus dilarutkan natrium asetat sebanyak 738 gram.
55 mL CH₃COOH 0,1 M = 0,0055 mol
50 mL CH₃COONa 0,1 M = 0,005 mol
Misalkan NaOH yang ditambahkan = x mol, NaOH ini bereaksi dengan CH₃COOH dan memperoleh larutan penyangga, berarti seluruh NaOH habis bereaksi dengan CH₃COOH, dan dalam larutan nanti terdapat CH₃COOH yang berkurang dan CH₃COONa bertambah.
Reaksi yang terjadi: NaOH(aq) + CH₃COOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(l)
NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O
mula-mula : x mol 0,0055 mol 0,005 mol –
bereaksi : x mol x mol x mol –
akhir : – 0,0055 – x mol 0,005 + x mol
Setelah reaksi terdapat:
CH₃COOH = 0,0055 – x mol
CH₃COONa = 0,005 + x mol
Agar diperoleh pH = 6, berarti [H⁺] = 10^-6
0,1 (0,005 + x) = 2 (0,0055 – x)
0,0005 + 0,1x = 0,011 – 2x
0,1x + 2x = 0,011 – 0,0005
2,1 x = 0,0105
x = 0,005 mol NaOH
x= 0,005 x 40
x = 0,2 gram
Jadi untuk memperoleh larutan penyangga dengan pH = 6, maka harus dilarutkan NaOH sebanyak 0,2 gram.