Bank Soal Kimia SMA Nilai pH dan Prinsip Kerja Larutan Penyangga

Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H⁺ pada larutan penyangga asam adalah sebagai berikut.

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\times\frac{a}{g}$

Keterangan:

$a$ $=$ mol asam lemah (mol)

g $=$ mol garam/basa konjugasi (mol)

K_a $=$ tetapan ionisasi asam

Diketahui:

$\text{massa HA}=20\ \text{g}$

$M_{\text{r}}\ \text{HA}=40\ \text{g.mol}^{-1}$

$K_{\text{a}}=2\times10^{-4}$

$\text{Mol basa yang bereaksi}=0,24\ \text{mol}$

Ditanya: $\left[\text{OH}^-\right]$?

Dijawab:

Karena masing-masing asam lemah dan basa kuat yang direaksikan memiliki jumlah valensi 1, maka mol garam yang terbentuk dapat ditentukan sebagai berikut.

$\text{Mol garam yang terbentuk}=\text{mol basa yang bereaksi}=0,24\ \text{mol}$

Karena HA tepat habis bereaksi dengan basa monovalen maka di larutan akhir hanya terdapat garam yang terbentuk.

Mol HA yang ditambahkan

$\text{mol HA}=\frac{massa}{M_{\text{r}}}$

$=\frac{20\ \text{g}}{40\ \text{gmol}^{-1}}$

$=0,5\ \text{mol}$

Di akhir campuran, terbentuk larutan penyangga asam HA - A^-.

Konsentrasi H⁺ dapat dihitung dengan rumus berikut.

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\times\frac{a}{g}$

$=2\times10^{-4}\times\frac{0,5}{0,24}$

$=4,16\times10^{-4}$

Pada suhu dan tekanan standar; $K_w=10^{-14}$

$K_w=\left[\text{H}^+\right]\left[\text{OH}^-\right]$

$10^{-14}=4,16\times10^{-4}\ \times\left[\text{OH}^-\right]$

$\left[\text{OH}^-\right]=\frac{10^{-14}}{4,16\ \times\ 10^{-4}\ }$

$\left[\text{OH}^-\right]=2,4\times10^{-11}$

Maka konsentrasi ion hidroksida yang terdapat dalam larutan akhir adalah 2,4 $\times$ 10^-11 M.