Cara Menghitung PH Campuran Asam Asetat: Panduan Lengkap

by ADMIN 57 views
Iklan Headers

Guys, kali ini kita akan membahas soal kimia yang cukup seru, yaitu tentang perhitungan pH campuran asam lemah (CH3COOH) dan garamnya (CH3COONa). Soal ini sering muncul dalam ujian, jadi penting banget untuk kita pahami dengan baik. Kita akan mulai dari soalnya, lalu kita bedah satu per satu langkah penyelesaiannya. Yuk, kita mulai!

Memahami Soal dan Konsep Dasar

Soal yang akan kita pecahkan adalah: 7,2 gram CH3COOH dilarutkan dalam 400 mL air. Larutan CH3COOH yang terbentuk kemudian ditambahkan larutan CH3COONa 0,3 M bervolume x sehingga konsentrasi ion Na menjadi 0,1 M. Nilai pH campuran adalah? (Ka CH3COOH = 10-5, Ar Na = 23, Ar C = 12, Ar O = 16, Ar H = 1).

Intinya, kita punya asam lemah (CH3COOH) dan garamnya (CH3COONa). Ketika keduanya dicampur, akan terbentuk larutan buffer atau larutan penyangga. Larutan buffer ini punya kemampuan untuk mempertahankan pH agar tidak berubah secara signifikan meskipun ditambahkan sedikit asam kuat, basa kuat, atau diencerkan. Dalam kasus ini, kita akan menggunakan konsep larutan buffer asam untuk menghitung pH-nya.

Konsep dasar yang perlu kita ingat adalah:

  • Asam Lemah: Asam yang hanya terionisasi sebagian dalam air (contoh: CH3COOH).
  • Garam: Hasil reaksi netralisasi antara asam dan basa (contoh: CH3COONa, yang berasal dari reaksi CH3COOH + NaOH).
  • Larutan Buffer Asam: Larutan yang mengandung asam lemah dan basa konjugasinya (contoh: CH3COOH dan CH3COO-). Rumus umumnya: pH = pKa + log ([A-]/[HA]), di mana [A-] adalah konsentrasi basa konjugasi (dari garam) dan [HA] adalah konsentrasi asam lemah.

Jadi, langkah awal yang harus kita lakukan adalah mengidentifikasi komponen-komponen yang ada dalam soal dan memastikan kita memahami konsep larutan buffer. Mari kita lanjut ke langkah berikutnya!

Langkah-Langkah Penyelesaian Soal

Oke, guys, sekarang kita masuk ke bagian yang paling penting, yaitu cara menyelesaikan soalnya. Kita akan pecah menjadi beberapa langkah agar lebih mudah dipahami:

Langkah 1: Menghitung Molaritas CH3COOH Awal

  • Hitung mol CH3COOH:
    • Mr CH3COOH = (2 x Ar C) + (4 x Ar H) + (2 x Ar O) = (2 x 12) + (4 x 1) + (2 x 16) = 60 g/mol
    • Mol CH3COOH = massa / Mr = 7,2 g / 60 g/mol = 0,1 mol
  • Hitung molaritas CH3COOH awal:
    • Volume larutan = 400 mL = 0,4 L
    • Molaritas CH3COOH = mol / volume = 0,1 mol / 0,4 L = 0,25 M

Jadi, kita sudah tahu bahwa konsentrasi awal CH3COOH adalah 0,25 M.

Langkah 2: Menghitung Volume Larutan CH3COONa (x)

  • Konsentrasi Na+ dalam CH3COONa: Karena CH3COONa terdisosiasi sempurna menjadi Na+ dan CH3COO-, maka konsentrasi Na+ sama dengan konsentrasi CH3COONa.
  • Konsentrasi Na+ setelah pencampuran: Soal menyebutkan konsentrasi Na+ setelah pencampuran adalah 0,1 M. Kita akan gunakan informasi ini untuk mencari volume CH3COONa yang ditambahkan.
  • Hitung mol Na+:
    • Mol Na+ = Molaritas x Volume total
    • 0,1 M = mol Na+ / (0,4 L + x) --> Ini karena volume total larutan sekarang adalah volume CH3COOH awal ditambah volume CH3COONa (x).
    • Mol Na+ = 0,1 M x (0,4 L + x)
  • Mol Na+ berasal dari CH3COONa:
    • Mol CH3COONa = mol Na+ = 0,1 M x (0,4 L + x)
  • Konsentrasi CH3COONa:
    • Molaritas CH3COONa = 0,3 M (diberikan)
    • Mol CH3COONa = Molaritas x Volume = 0,3 M x x
  • Samakan persamaan mol CH3COONa:
    • 0,3 M x x = 0,1 M x (0,4 L + x)
    • 0,3x = 0,04 + 0,1x
    • 0,2x = 0,04
    • x = 0,04 / 0,2 = 0,2 L

Dengan demikian, volume larutan CH3COONa yang ditambahkan (x) adalah 0,2 L atau 200 mL.

Langkah 3: Menghitung Konsentrasi CH3COOH dan CH3COO- Setelah Pencampuran

  • Hitung mol CH3COOH setelah pencampuran:
    • Mol CH3COOH awal = 0,1 mol (sebelum penambahan CH3COONa)
    • Karena volume bertambah, konsentrasi CH3COOH akan berubah.
    • Konsentrasi CH3COOH = mol / volume total = 0,1 mol / (0,4 L + 0,2 L) = 0,1 mol / 0,6 L = 0,167 M
  • Hitung mol CH3COO-:
    • Mol CH3COONa = 0,3 M x 0,2 L = 0,06 mol
    • Karena CH3COONa terdisosiasi sempurna, mol CH3COO- = 0,06 mol
    • Konsentrasi CH3COO- = mol / volume total = 0,06 mol / 0,6 L = 0,1 M

So, setelah pencampuran, kita punya [CH3COOH] = 0,167 M dan [CH3COO-] = 0,1 M.

Langkah 4: Menghitung pH Campuran

  • Gunakan rumus Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log ([A-]/[HA])
  • Hitung pKa: pKa = -log Ka = -log (10-5) = 5
  • Substitusi nilai: pH = 5 + log (0,1 / 0,167)
  • pH = 5 + log (0,6)
  • pH = 5 + (-0,22) (Karena log 0,6 sekitar -0,22)
  • pH = 4,78

Jadi, nilai pH campuran adalah 4,78.

Kesimpulan dan Tips Tambahan

Selamat! Kita sudah berhasil menyelesaikan soal ini. Guys, mari kita rangkum langkah-langkah pentingnya:

  1. Pahami konsep buffer dan identifikasi komponen asam lemah dan basa konjugasinya.
  2. Hitung mol dan molaritas awal asam lemah.
  3. Gunakan informasi konsentrasi ion Na+ untuk menghitung volume garam yang ditambahkan.
  4. Hitung konsentrasi asam lemah dan basa konjugasi setelah pencampuran.
  5. Gunakan rumus Henderson-Hasselbalch untuk menghitung pH.

Tips tambahan:

  • Perhatikan satuan dengan teliti (mL ke L).
  • Jangan terburu-buru dalam mengerjakan soal. Pastikan setiap langkah dipahami dengan baik.
  • Latihan soal-soal lain yang serupa untuk memperdalam pemahaman.
  • Ingat, konsep larutan buffer sangat penting dalam kimia, jadi pastikan kalian menguasainya.

Semoga panduan ini bermanfaat, guys! Jika ada pertanyaan atau soal lain yang ingin dibahas, jangan ragu untuk bertanya. Semangat belajar kimia!