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:

$\left[\text{CH}_3\text{COOH}\right]=0,4\ \text{M}$

$V_{\text{CH}_3\text{COOH}}=50\ \text{mL}$

$\left[\text{NaOH}\right]=0,2\ \text{M}$

$V_{\text{NaOH}}=50\ \text{mL}$

Ditanya: pH sebelum dan sesudah direaksikan dengan basa?

Dijawab:

Penentuan pH sebelum direaksikan dengan basa, didasarkan pada pH asam lemah CH₃COOH

$\left[\text{H}^+\right]=\sqrt{K_{\text{a}}\times\left[\text{CH}_3\text{COOH}\right]}$

$=\sqrt{1\times10^{-5}\times0,4\ }$

$=2\times10^{-3}$

$\text{pH}=-\log\left[\text{H}^+\right]$

$=-\log\left(2\times10^{-3}\right)$

$=3-\log2$

$=2,70$

Penentuan pH sesudah direaksikan dengan basa

$\text{mol CH}_3\text{COOH}=\left[\text{CH}_3\text{COOH}\right]\times V_{\text{CH}_3\text{COOH}}$

$=0,4\ \text{M}\times50\ \text{mL}\$

$=20\ \text{mmol}$

$\text{mol NaOH}=\left[\text{NaOH}\right]\times V_{\text{NaOH}}$

$=0,2\ \text{M}\times50\ \text{mL}$

$=10\ \text{mmol}$

Perhatikan bagan berikut!

Karena yang tersisa adalah asam lemah (CH₃COOH) dan garam/basa konjugasinya (CH₃COONa), maka perhitungan pH berdasarkan jenis larutan penyangga asam.

$g=\text{mol CH}_3\text{COONa}=10\ \text{mmol}$

$a=\text{mol CH}_3\text{COOH}=10\ \text{mmol}$

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

$=1\times10^{-5}\times\frac{10}{10}$

$=1\times10^{-5}$

$\text{pH}=-\log\left[\text{H}^+\right]$

$=-\log\left(1\times10^{-5}\right)$

$=5$

Maka pH larutan sebelum dan sesudah direaksikan dengan basa adalah 2,7 dan 5,0.