PH Campuran HF Dan NaOH: Soal Dan Pembahasan Kimia

Kalian pernah gak sih penasaran, kalau kita campurin dua larutan yang beda sifat, kayak asam lemah dan basa kuat, bakal jadi apa ya? Nah, kali ini kita bakal bahas soal seru tentang kimia yang sering muncul di ujian, yaitu menghitung pH campuran asam lemah dan basa kuat. Soalnya kayak gini:

Ke dalam 200 mL larutan HF 0,04 M ($K_a = 2 imes 10^{-4}$) dicampurkan dengan 200 mL larutan NaOH 0,04 M. Nilai pH campuran yang terbentuk adalah? A. $6 - \log 2$ B. $6$ C. $8 - \log 2$ D. $8$ E. $8 + \log 2$

Wah, keliatannya agak rumit ya? Tapi tenang, guys! Kita pecahin soal ini bareng-bareng dengan cara yang asyik dan mudah dimengerti. Yuk, simak pembahasannya!

Memahami Konsep Dasar: Asam Lemah, Basa Kuat, dan pH

Sebelum kita masuk ke perhitungan, penting banget buat kita pahami dulu konsep dasarnya. Ibarat mau masak, kita harus tahu dulu bahan-bahannya apa aja, kan? Nah, di soal ini, bahan-bahannya adalah:

• Asam lemah (HF): Asam yang cuma sebagian kecil molekulnya terurai jadi ion H+ dalam air. Artinya, keasamannya gak sekuat asam kuat kayak HCl atau H2SO4.
• Basa kuat (NaOH): Basa yang semua molekulnya terurai jadi ion OH- dalam air. Kebalikannya asam lemah, basa kuat ini super duper kuat kebasaannya.
• pH: Ukuran seberapa asam atau basa suatu larutan. Skala pH itu dari 0 sampai 14. Kalau pH di bawah 7, berarti asam; kalau di atas 7, berarti basa; dan kalau pas 7, berarti netral.

Selain itu, kita juga perlu tahu tentang reaksi netralisasi. Ini adalah reaksi antara asam dan basa yang menghasilkan garam dan air. Dalam reaksi ini, ion H+ dari asam bereaksi dengan ion OH- dari basa. Nah, hasil reaksi ini yang bakal menentukan pH campuran kita nanti.

Apa itu Ka?

Oh iya, ada satu lagi yang penting, yaitu Ka (konstanta disosiasi asam). Ka ini kayak rapor buat asam lemah. Semakin besar nilai Ka, semakin kuat asam lemah itu. Di soal, Ka HF adalah $2 imes 10^{-4}$. Nilai ini penting banget buat kita hitung konsentrasi ion H+ nanti.

Langkah-langkah Mengerjakan Soal

Oke deh, sekarang kita udah siap tempur! Ini dia langkah-langkah buat ngerjain soal pH campuran ini:

1. Tulis Reaksi Kimia yang Terjadi

Langkah pertama yang wajib kita lakukan adalah menulis reaksi kimia antara HF dan NaOH. Ini penting biar kita tahu perbandingan mol reaktan dan produknya.

HF(aq) + NaOH(aq) → NaF(aq) + H2O(l)

Dari reaksi ini, kita bisa lihat kalau 1 mol HF bereaksi dengan 1 mol NaOH menghasilkan 1 mol NaF (garam) dan 1 mol H2O (air).

2. Hitung Mol Masing-Masing Zat

Selanjutnya, kita hitung mol HF dan NaOH yang ada di larutan. Ingat rumus mol ya, guys:

Mol = Molaritas × Volume (dalam liter)

• Mol HF = 0,04 M × 0,2 L = 0,008 mol
• Mol NaOH = 0,04 M × 0,2 L = 0,008 mol

3. Tentukan Pereaksi Pembatas

Nah, ini dia bagian serunya! Kita harus cari tahu siapa yang jadi pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas itu zat yang habis duluan dalam reaksi. Gimana caranya? Kita bandingkan mol masing-masing zat dengan koefisien reaksinya.

Karena koefisien HF dan NaOH sama-sama 1, kita tinggal bandingkan molnya aja. Ternyata, mol HF dan NaOH sama-sama 0,008 mol. Artinya, kedua zat ini habis bereaksi! Gak ada yang sisa, guys.

4. Analisis Campuran yang Terbentuk

Karena HF dan NaOH habis bereaksi, campuran yang terbentuk cuma terdiri dari NaF (garam) dan H2O (air). Nah, garam NaF ini penting nih. NaF itu garam yang berasal dari asam lemah (HF) dan basa kuat (NaOH). Garam kayak gini bisa mengalami hidrolisis. Hidrolisis itu reaksi garam dengan air yang menghasilkan ion H+ atau OH-, yang bisa mempengaruhi pH larutan.

5. Hitung Konsentrasi Garam NaF

Kita hitung dulu konsentrasi garam NaF yang terbentuk. Ingat, mol NaF sama dengan mol HF atau NaOH, yaitu 0,008 mol. Volume total larutan sekarang jadi 200 mL + 200 mL = 400 mL = 0,4 L.

Konsentrasi NaF = Mol NaF / Volume total = 0,008 mol / 0,4 L = 0,02 M

6. Hitung Konsentrasi OH- Akibat Hidrolisis

Karena NaF berasal dari asam lemah dan basa kuat, anion F- dari NaF akan bereaksi dengan air (hidrolisis) menghasilkan ion OH-. Kita pakai rumus hidrolisis buat cari konsentrasi OH-:

$[OH^-] = \sqrt{\frac{K_w}{K_a} imes [Garam]}$

Di mana:

• Kw adalah konstanta ionisasi air ($10^{-14}$)
• Ka adalah konstanta disosiasi asam HF ($2 imes 10^{-4}$)
• [Garam] adalah konsentrasi NaF (0,02 M)

Kita masukin angkanya:

$[OH^-] = \sqrt{\frac{10^{-14}}{2 imes 10^{-4}} imes 0,02} = \sqrt{10^{-12}} = 10^{-6} M$

7. Hitung pOH

Setelah dapat konsentrasi OH-, kita hitung pOH-nya:

pOH = -log [OH-] = -log (10-6) = 6

8. Hitung pH

Terakhir, kita hitung pH menggunakan hubungan antara pH dan pOH:

pH + pOH = 14

pH = 14 - pOH = 14 - 6 = 8

Jawaban dan Pembahasan Tambahan

Yeay! Akhirnya kita dapat jawabannya! pH campuran adalah 8. Jadi, jawaban yang benar adalah D. 8.

Tips Tambahan

• Teliti: Jangan sampai salah hitung mol atau konsentrasi. Satu angka salah, bisa berabe semua!
• Pahami Konsep: Jangan cuma hafalin rumus, pahami juga konsep asam basa, hidrolisis, dan pH.
• Latihan Soal: Semakin banyak latihan soal, semakin jago kita ngerjain soal kimia.

Nah, itu dia pembahasan lengkap soal pH campuran asam lemah dan basa kuat. Semoga kalian semua jadi makin paham ya! Kalau ada pertanyaan, jangan ragu buat nanya di kolom komentar. Sampai jumpa di pembahasan soal-soal kimia lainnya, guys! Semangat terus belajarnya! 💪