Contoh Soal Larutan Penyangga Beserta Penyelesaiannya

Cantiks.com – Contoh Soal Larutan Penyangga Beserta Penyelesaiannya

Postingan ini membahas contoh soal larutan penyangga dan pembahasannya. Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH tertentu terhadap usaha mengubah pH, seperti penambahan asam, basa ataupun pengenceran. Dengan kata lain pH larutan penyangga tidak akan berubah walaupun pada larutan tersebut ditambahkan sedikit asam kuat, basa kuat atau larutan tersebut diencerkan.

Komponen larutan penyangga

  1. Larutan penyangga asam, mengandung asam lemah + basa konjugasinya. Contoh: CH3COOH + NaCH3COO (komponen buffer: CH3COOH dan CH3COO).
  2. Larutan penyangga basa, mengandung basa lemah + asam konjugasinya. Contoh NH3
    + NH4Cl (komponen buffer: NH3
    dan NH4
    +)

pH larutan penyangga

Rumus
pH larutan penyangga asam
sebagai berikut:

pH = – log Ka – log

mol asam lemah

mol basa konjugasi

Rumus
pH larutan penyangga basa
sebagai berikut:

pOH = – log Kb – log

mol basa lemah

mol asam konjugasi



pH = 14 – pOH

Keterangan: Ka = tetapan ionisasi asam lemah dan Kb = tetapan ionisasi basa lemah.

Contoh soal dan pembahasan

Contoh soal 1

Periksalah apakah campuran larutan dibawah ini bersifat penyangga atau tidak!.

  1. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan Ca(CH3COO)2
    0,1 M
  2. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan NaOH 0,2 M
  3. 50 mL larutan CH3COOH + 50 mL NaOH 0,1 M

Pembahasan

Campuran larutan nomor 1 adalah larutan penyangga karena mengandung asam lemah CH3COOH dan basa konjugasinya yaitu ion CH3COO
yang berasal dari Ca(CH3COO)2.

Campuran nomor 2 bukan larutan penyangga karena CH3COOH tidak bersisa, dengan perhitungan sebagai berikut:

Baca juga:  Sebuah Kubus Besar Tersusun Oleh 125 Kubus Kecil Berukuran Sama
CH3COOH OH CH3COO H2O
Awal 5 mmol 10 mmol
Reaksi 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol
Akhir 5 mmol 5 mmol 5 mmol

Campuran nomor 3 adalah larutan penyangga karena CH3COOH bereaksi dengan sebagian OH
dari NaOH membentuk ion CH3COO
dengan perhitungan sebagai berikut:

CH3COOH OH CH3COO H2O
Awal 10 mmol 5 mmol
Reaksi 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol
Akhir 5 mmol 5 mmol 5 mmol

Jadi dalam campuran terdapat 5 mmol CH3COOH (asam lemah) dan 5 mmol CH3COO
yang merupakan basa konjugasi dari CH3COOH.


Contoh soal 2

Hitunglah pH larutan penyangga yang dibuat dari campuran 200 mL CH3COOH 0,2 M dengan 300 mL larutan CH3COONa 0,2 M jika Ka CH3COOH = 10-5.

Pembahasan

mol asam lemah CH3COOH = 200 mL x 0,3 M = 60 mmol

mol CH3COONa = 300 mL x 0,2 ml = 60 mmol

mol basa konjugasi CH3COO
= mol CH3COONa = 60 mmol

Karena termasuk penyangga asam (ada Ka) maka:

pH = – log Ka – log

mol asam lemah

mol basa konjugasi



pH = – log 10-5
– log

60 mmol

60 mmol


= 5 – 0 = 5


Contoh soal 3

Hitunglah massa NaOH yang harus dimasukkan kedalam 200 mL HCOOH 0,2 M untuk membuat larutan penyangga yang mempunyai pH = 4 jika Ka HCOOH = 10-4.

Pembahasan

Pada soal ini diketahui mol HCOOH = 200 mL x 0,2 M = 40 mmol.

NaOH HCOOH HCOONa H2O
Awal x 40
Reaksi x x x x
Akhir 40 – x x x

Jadi mol sisa HCOOH = 40 – x mmol dan mol sisa HCOONa = x. Untuk menentukan x kita gunakan rumus pH larutan penyangga asam (ada ka) sebagai berikut:

Baca juga:  Iringan Berikut Yang Tidak Sesuai Untuk Senam Irama Adalah

pH = – log Ka – log

mol asam lemah

mol basa konjugasi



4 = – log 10-4
– log

40 – x

x



4 = 4 – log

40 – x

x



log

40 – x

x


= 4 – 4 = 0

40 – x

x


= 1

40 – x = x atau 2x = 40. Jadi x = 40/2 = 20 mmol = 0,02 mol.

Jadi massa NaOH yang diperlukan = mol x Mr(NaOH) = 0,02 x 40 = 0,8 gram


Contoh soal 4

Sebanyak 50 mL larutan NH3
0,1 M (Kb = 10-5) dicampur dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M. Hitunglah pH larutan tersebut.

Pembahasan

Mol basa lemah NH3
= 50 mL x 0,1 M = 5 mmol

Mol asam konjugasi NH4Cl = 100 mL x 0,5 M = 50 mmol

pOH = – log Kb – log

mol basa lemah

mol asam konjugasi



pOH = – log 10-5
– log

5 mmol

50 mmol



pOH = 5 + 1 = 4 = 6

pH = 14 – 6 = 9


Contoh soal 5

Untuk membuat larutan penyangga dengan pH = 9, maka kedalam 40 mL larutan NH3
0,5 M (Kb = 10-5) harus ditambahkan larutan HCl 0,2 M sebanyak…mL

Pembahasan

Pada soal ini diketahui pOH = 14 – 9 = 5 dan mol NH3
= 40 mL x 0,5 M = 20 mmol.

NH3 HCl NH4Cl
Awal 20 mmol x
Reaksi x x x
Akhir 20 – x x

Jadi mol sisa NH3
= 20 – x dan mol sisa NH4Cl = x. Untuk menghitung x dengan rumus dibawah ini:

pOH = – log Kb – log

mol basa lemah

mol asam konjugasi



5 = – log 10-5
– log

20 – x

x



log

20 – x

x


= 5 – 5 = 0

20 – x

x


= 1

20 – x = x atau 2x = 20 maka x = 20/2 = 10 mmol.

Jadi mol HCl = 0,01 mmol dengan volume =

Baca juga:  Apa Yang Diharapkan Penulis Teks Persuasi Untuk Pembacanya

10 mmol

0,2 M


= 50 mL


Contoh soal 6

Bila 2 liter larutan NH4OH 0,2 M dicampurkan dengan 2 Liter larutan NH4Cl 0,2 M (Kb NH4OH = 1,8 x 10-5), tentukan:

  1. pH larutan penyangga
  2. pH larutan penyangga setelah penambahan 10 mL HCl 0,1 M.
  3. pH larutan penyangga setelah penambahan 10 mL NaOH 0,1 M.

Pembahasan

Jawaban soal 1 sebagai berikut:

Mol NH4OH = 2 liter x 0,2 M = 0,4 mol = 400 mmol.

Mol NH4Cl = 2 liter x 0,2 M = 0,4 mol = 400 mmol.

pOH = – log Kb – log

mol basa lemah

mol asam konjugasi



pOH = – log 1,8 . 10-5
– log

400

400



pOH = 5 – log 1,8

pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 1,8) = 9 + log 1,8

Jawaban soal 2 sebagai berikut:

Pada saat HCl ditambahkan ke dalam campuran NH4OH dan NH4Cl maka NH4OH bereaksi dengan HCl membentuk NH4Cl dengan persamaan sebagai berikut (mol HCl = 10 mL x 0,1 M = 1 mmol):

Pembahasan soal 2

Maka pH larutan dihitung dengan cara dibawah ini:

pOH = – log Kb – log

mol basa lemah

mol asam konjugasi



pOH = – log 1,8 . 10-5
– log

399

401



pOH = 5 – log 1,79

pH = 14 – (5 – log 1,79) = 9 + log 1,79

Jawaban soal 3 sebagai berikut:

Pada saat NaOH ditambahkan kedalam campuran maka NaOH bereaksi dengan NH4Cl maka NH4OH bertambah dan NH4Cl berkurang dengan persamaan reaksi dibawah ini (mol NaOH = 10 mL x 0,1 M = 1 mmol):

Pembahasan larutan penyangga soal 3
Pembahasan soal 3

Jadi pH larutan:

pOH = – log Kb – log

mol basa lemah

mol asam konjugasi



pOH = – log 1,8 . 10-5
– log

401

399



pOH = 5 – log 1,81

pH = 14 – (5 – log 1,81) = 9 + log 1,81


Sumber tulisan:

  1. Utami, Budi,
    Kimia untuk SMA/MA kelas XI Program Ilmu Alam, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.
  2. Permana, Irvan, Kimia SMA/MA Untuk kelas XI Semester 1 dan 2 Program Ilmu Pengetahuan Alam, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.

Related posts:

Contoh Soal Larutan Penyangga Beserta Penyelesaiannya

Sumber: https://soalfismat.com/contoh-soal-larutan-penyangga-dan-pembahasannya/