Mekanisme Menghitung pH Larutan Penyangga - BELAJAR KIMIA

Latest

Media Belajar dan Memahami Ilmu Kimia

Wednesday, February 12, 2020

Mekanisme Menghitung pH Larutan Penyangga

Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang berperan untuk mempertahankan harga pH meskipun terjadi perubahan dalam suatu larutan, seperti menambahkan asam, menambahkan basa atau melakukan proses pengenceran. 

https://www.kimia100.com/
Gambar Ilustrasi

Larutan penyangga dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :
a. Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga asam adalah larutan yang mengandung asam lemah (HA) dan basa konjugasi (A-).

Proses pembuatan larutan penyangga asam dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Mencampurkan asam lemah dengan garam (LA), hingga menghasilkan basa konjugasi dari asam lemah tersebut.

Contoh : campuran dari larutan CH3COOH dan CH3COONa akan menghasilkan CH3COO-.

2. Mencampurkan asam lemah dalam jumlah berlebih dengan basa kuat, hingga menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah tersebut.

Contoh : campuran dari larutan CH3COOH dan CH3COOK akan menghasilkan CH3COO-.

Rumus :
pH = pKa – log a/g

[H+] = Ka x [asam lemah]
                  [basa konjugasi]

Keterangan :
Ka = tetapan kesetimbangan asam lemah
a   = jumlah mol asam lemah
g   = jumlah mol basa konjugasi
basa konjugasi = garam

b. Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga basa adalah larutan yang mengandung basa lemah (B) dan asam konjugasi (BH+).

Proses pembuatan larutan penyangga basa dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Mencampurkan basa lemah dengan garam, hingga menghasilkan asam konjugasi dari basa lemah tersebut.

Contoh : campuran dari larutan NH4OH dan NH4Cl akan menghasilkan NH4+.
2. Mencampurkan basa lemah dalam jumlah berlebih dengan asam kuat, hingga menghasilkan garam yang mengandung asam konjugasi dari basa lemah tersebut.

Contoh : campuran dari larutan NH4OH dan (NH4)2SO4 akan menghasilkan NH4+.

Rumus :
pOH = pKb – log b/g
                
[OH-] = Kb x [basa lemah]    [asam konjugasi]

pH = 14 – pOH

Keterangan :
Kb = tetapan kesetimbangan basa lemah
b   = jumlah mol basa lemah
g   = jumlah mol asam konjugasi
asam konjugasi = garam

Cara Menghitung pH Larutan Penyangga 

Diketahui larutan penyangga dari 100 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 100 mL larutan CH3COONa 0,1 M. Berapakah pH jika dalam larutan penyangga ditambahkan :
a. 10 mL larutan HCl 0,1 M
b. 10 mL larutan NaOH 0,1 M

Jawab :
Terlebih dahulu mencari pH sebelum ditambahkan larutan HCl maupun larutan NaOH agar bisa mengetahui perubahan pH-nya.

100 mL dijadikan ke liter menjadi 0,1 L.
CH3COONa adalah garam
Ka dari CH3COOH biasanya adalah 1 x 10-5.

mol CH3COOH = M x V = 0,1 x 0,1 = 0,01 mol
mol CH3COONa = M x V = 0,1 x 0,1 = 0,01 mol
Volume total = 0,1 + 0,1 = 0,2 L

Satuan molaritas (M) adalah mol/L, meskipun rumus M = n/V, tetapi pada soal telah diketahui jumlah mol-nya, maka berlaku rumus
[CH3COOH] = mol/L = 0,01/0,2 = 0,05 M
[CH3COONa] = mol/L = 0,01/0,2 = 0,05 M

[H+] = Ka x [asam lemah]
                   [basa konjugasi]
      = 1 x 10-5 x 0,05  = 1 x 10-5  M
                           0,05
pH  = -log [H+]
      = -log 10-5
      = - (-5). log 10
      = 5 . 1 = 5
Jadi, pH mula-mula adalah 5

a. pH setelah ditambah larutan HCl
10 mL dijadikan liter = 0,01 L
mol HCl = M x V = 0,1 x 0,01 = 0,001 mol
Pada penambahan 0,001 mol HCl, maka mol CH3COONa akan berkurang 0,001 mol karena HCl akan bereaksi dengan CH3COONa.

Sisa CH3COONa = mol mula-mula – mol bereaksi
                              = 0,01 – 0,001 = 0,009
Sisa CH3COOH = mol mula – mula + mol HCl
                            = 0,01 + 0,001 = 0,011
Sisa HCl = mol mula-mula – mol bereaksi
                     = 0,001 – 0,001 = 0

[H+] = Ka x (mol CH3COOH)
                    (mol CH3COONa)
        = 10-5 x 0,011 = 1,2 x 10-5 M
                     0,009
pH = -log [H+]
     = -log 1,2 x 10-5
       = - [log 1,2 + (-5) log 10]
     = - [log 1,2 + (-5) 1]
     = - [log 1,2 – 5]
     = 5 – log 1,2
     = 5 – 0,079 = 4,921

*log dari 1,2 bisa didapat dari kalkulator online di Google, tinggal ketik log 1,2 =

b. pH setelah ditambah larutan NaOH
10 mL dijadikan liter = 0,01 L
mol NaOH = M x V = 0,1 x 0,01 = 0,001 mol
Pada penambahan 0,001 mol NaOH, maka mol CH3COOH akan berkurang 0,001 mol karena NaOH akan bereaksi dengan CH3COOH.

Sisa CH3COOH = mol mula-mula – mol bereaksi
                             = 0,01 – 0,001 = 0,009
Sisa CH3COONa = mol mula – mula + mol NaOH
                                = 0,01 + 0,001 = 0,011
Sisa NaOH = mol mula-mula – mol bereaksi
                        = 0,001 – 0,001 = 0

[H+] = Ka x (mol CH3COOH)
                     (mol CH3COONa)
        = 10-5 x 0,009 = 0,8 x 10-5 M
                     0,011
pH = -log [H+]
     = -log 0,8 x 10-5
       = - [log 0,8 + (-5) log 10]
     = - [log 0,8 + (-5) 1]
     = - [log 0,8 – 5]
     = 5 – log 0,8
     = 5 – (-0,096)
     = 5 + 0,096 = 5,096

*log dari 0,8 bisa didapat dari kalkulator online di Google, tinggal ketik -log 0,8=

Kapasitas (Daya Penahan) Larutan Penyangga

Kapasitas atau daya penahan dari larutan penyangga bergantung pada jumlah mol dari komponen penyangga.

Semakin besar jumlah mol komponen penyangga, maka semakin besar kemampuan larutan penyangga mempertahankan pH.

Jika komponen asam terlalu sedikit, maka penambahan sedikit basa dapat mengubah pH suatu larutan.

Jika komponen basa terlalu sedikit, maka penambahan sedikit asam akan mengubah pH suatu larutan.

Sebaiknya perbandingan komponen-komponen larutan penyangga adalah 0,1 sampai 10. Jika lebih dari itu, maka sifat larutan penyangga akan berkurang. Dengan batas perbandingan tersebut, maka pH suatu larutan penyangga adalah ± 1.


No comments:

Post a Comment