A. PILIHAN GANDA
Soal 01
Dua buah air limbah di uji kadar pH nya dengan beberapa indikator asam basa. Data yang didapat adalah sebagai berikut:
|
Indikator
|
Trayek |
Air Limbah
|
|
pH
|
Warna |
A |
B
|
|
Timol hijau
|
1,2 – 2,8 |
Kuning – Biru
|
Biru |
Biru |
|
Metil merah
|
4,2 – 6,3
|
Merah – Kuning |
Kuning |
Merah
|
|
Bromtimol biru
|
6,0 – 7,6 |
Kuning – Biru
|
Biru
|
Kuning
|
| Fenolftalein |
8,3 – 10 |
Tak Berwarna – Merah |
Tak berwarna |
Tak berwarna
|
Perkiraan pH dari kedua limbah tersebut berturut-turut adalah…
(A) \(\text{pH} \geq 10\) dan \(1,2 \leq \text{ pH } \leq 6,3\)
(B) \(\text{pH}\leq 4,2\) dan \(\text{pH} \leq 8,3\)
(C) \(2,8 \leq \text{ pH } \leq 4,2\) dan \(7,6 \leq \text{ pH } \leq 10\)
(D) \(7,6 \leq \text{ pH } \leq 8,3\) dan \(2,8\leq \text{ pH } \leq 4,2\)
(E) \(7,6 \leq \text{ pH } \leq 10\) dan \(4,2\leq \text{ pH } \leq 8,3\)
Jawaban: D
Air limbah A
Indikator Timol Hijau pH ≥ 2,8
Indikator Metil Merah pH ≥ 6,3
Indikator Bromtimol Biru pH ≥ 7,6
Indikator Fenolftalein pH ≤ 8,3
Irisan dari keempat daerah pertidaksamaan di atas adalah 7,6 ≤ pH ≤ 8,3
Air limbah B
Indikator Timol Hijau pH ≥ 2,8
Indikator Metil Merah pH ≤ 4,2
Indikator Bromtimol Biru pH ≤ 6,0
Indikator Fenolftalein pH ≤ 8,3
Irisan dari keempat daerah pertidaksamaan di atas adalah 2,8 ≤ pH ≤ 4,2
Soal 02
Sebanyak 10 ml larutan asam sulfat 0,1 M ditambahkan air sehingga volume larutannya menjadi 1000 ml. pH larutan berubah dari…
(A) \(1 + \log 2\) menjadi \(3\:-\:\log 2\)
(B) \(1\:-\:\log 2\) menjadi \(3\:-\:\log 2\)
(C) \(1\:-\:\log 2\) menjadi \(3 + \log 2\)
(D) \(1\:-\:\log 2\) menjadi \(2\:-\:\log 3\)
(E) \(1\:-\:\log 3\) menjadi \(4\:-\:\log 3\)
Jawaban: B
Menghitung pH larutan \(\ce{H2SO4}\) 0,1 M sebelum diencerkan
\([\text{H}^{+}] = a \cdot \text{M}\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \cdot 0,1\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \times 10^{-1}\)
\(\text{pH} = -\log 2 \times 10^{-1}\)
\(\text{pH} = 1\:-\:\log 2\)
Menentukan konsentrasi larutan asam sulfat setelah diencerkan
\(\text{M}_1 \cdot \text{V}_1 = \text{M}_2 \cdot \text{V}_2\)
\(0,1 \cdot 10 \text{ ml } = \text{M}_2 \cdot 1000 \text{ ml } \)
\(\text{M}_2 = 0,001 \text{ M}\)
Menghitung pH larutan \(\ce{H2SO4}\) 0,001 M
\([\text{H}^{+}] = a \cdot \text{M}\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \cdot 0,001\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \times 10^{-3}\)
\(\text{pH} = -\log 2 \times 10^{-3}\)
\(\text{pH} = 3\:-\:\log 2\)
Soal 03
Derajat ionisasi larutan HX yang memiliki pH = \(4\:-\:\log 5\) adalah…
(Ka = \(1 \times 10^{-5}\))
(A) 0,01
(B) 0,02
(C) 0,03
(D) 0,04
(E) 0,05
Jawaban: B
HX merupakan asam lemah
\(\text{pH larutan} = 4\:-\:\log 5\)
\([\text{H}^{+}] = 5 \times 10^{-4}\)
\([\text{H}^{+}] = \sqrt{\text{Ka} \cdot \text{M}}\)
\(5 \times 10^{-4} = \sqrt{1 \times 10^{-5} \cdot \text{M}}\)
Kuadratkan kedua ruas,
\(25 \times 10^{-8} = 1 \times 10^{-5} \cdot \text{M}\)
\(\text{M} = \dfrac{25 \times 10^{-8} }{1 \times 10^{-5}}\)
\(\text{M} = 25 \times 10^{-3}\)
\([\text{H}^{+}] = \alpha \cdot \text{M}\)
\(5 \times 10^{-4} = \alpha \cdot 25 \times 10^{-3}\)
\(\alpha = \dfrac{5 \times 10^{-4} }{25 \times 10^{-3}}\)
\(\alpha = 0,02\)
Soal 04
Sebanyak 10 ml larutan KOH 0,2 M direaksikan dengan 10 ml \(\ce{H2SO4}\) 0,5 M, maka pH campuran dari larutan tersebut adalah…
(A) \(1\:-\:\log 4\)
(B) \(1\:-\:\log 2\)
(C) \(1 + \log 4\)
(D) \(2\:-\:\log 4\)
(E) \(3\:-\:\log 2\)
Jawaban: A
Jumlah mol mula-mula \(\ce{KOH} = \text{M}\cdot \text{V} = 0,2 \text{ M } \cdot 10 \text{ ml } = 2 \text{ mmol}\)
Jumlah mol mula-mula \(\ce{H2SO4} = \text{M}\cdot \text{V} = 0,5 \text{ M } \cdot 10 \text{ ml } = 5 \text{ mmol}\)
|
2 \(\ce{KOH}_{(aq)}\) |
+ |
1 \(\ce{H2SO4}_{(aq)}\) |
\(\rightarrow\) |
1 \(\ce{K2SO4}_{(aq)}\) |
+ |
2 \(\ce{H2O}_{(l)}\) |
| Mula-mula |
2 mmol |
|
5 mmol |
|
− |
|
− |
| Reaksi |
2 mmol |
|
1 mmol |
|
|
|
|
| Sisa |
0 |
|
4 mmol |
|
|
|
|
Karena terdapat sisa \(\ce{H2SO4}\) sebanyak 1 mmol maka campuran larutan tersebut bersifat asam.
\(a = \text{valensi asam sulfat} = 2\)
\([\text{H}^{+}] = a \cdot \text{M}\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \cdot \dfrac{\text{n}}{\text{V}}\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \cdot \dfrac{\color{blue}4 \text{ mmol}}{\color{black}10 \text{ ml } + 10 \text{ ml }}\)
\([\text{H}^{+}] = 2 \cdot \dfrac{1}{5}\)
\([\text{H}^{+}] = 0,4\)
\([\text{H}^{+}] = 4 \times 10^{-1}\)
\(\text{pH} = – \log (4 \times 10^{-1})\)
\(\text{pH} = 1\:-\:\log 4\)
Soal 05
Dilarutkan 130 gram KCN sampai volumenya 1 liter. pH larutan KCN adalah…
(\(\text{Ka} = 8 \times 10^{-10}\), Ar K = 39, C = 12, N = 14 )
(A) \(9 + \log 3\)
(B) \(10 + \log 2\)
(C) \(10 + \log 5\)
(D) \(11 +\:-\: \log 5\)
(E) \(11 + \log 5\)
Jawaban: E
Jumlah mol KCN = \(\dfrac{\text{massa}}{\text{Mr}}\)
Jumlah mol KCN = \(\dfrac{130}{39 + 12 + 14}\)
Jumlah mol KCN = \(2 \text{ mol}\)
Konsentrasi KCN = \(\dfrac{\text{n}}{\text{V}} = \dfrac{2}{1} = 2 \text{ molar}\)
KCN adalah garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah
Reaksi hidrolisisnya:
\(\ce{CN}^{-} + \ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{HCN} + \ce{OH}^{-}\)
Karena dihasilkan ion \(\ce{OH}^{-}\) maka larutan bersifat basa
\(\color{blue} [\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{\text{K}_w}{\text{K}_a}\cdot \text{M}}\)
\(\color{blue} \text{M = konsentrasi ion yang mengalami hidrolisis}\)
\([\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{1\times 10^{-14}}{8 \times 10^{-10}}\cdot [\ce{CN}^{-}]}\)
\([\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{1\times 10^{-14}}{8 \times 10^{-10}}\cdot 2}\)
\([\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{1\times 10^{-14}}{8 \times 10^{-10}}\cdot 2}\)
\([\text{OH}^{-}] = 0,5 \times 10^{-2}\)
\([\text{OH}^{-}] = 5 \times 10^{-3}\)
\(\text{pOH} = 3 \:-\:\log 5\)
\(\text{pH} = 14 \:-\:\text{pOH}\)
\(\text{pH} = 14 \:-\:(3 \:-\:\log 5)\)
\(\text{pH} = 11 + \log 5\)
Soal 06
Jika 2 liter larutan \(\ce{CH3COONa}\) memiliki pH = 9, Ka \(\ce{CH3COOH} = 1 \times 10^{-5}\) dan Mr \(\ce{CH3COONa}\) = 82, maka jumlah garam yang terlarut adalah…
(A) 15,0 gram
(B) 16,2 gram
(C) 16,4 gram
(D) 17,01 gram
(E) 18,02 gram
Jawaban: C
\(\ce{CH3COONa}\) adalah garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat
Reaksi hidrolisnya:
\(\ce{CH3COO}^{-} + \ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{CH3COOH} + \ce{OH}^{-}\)
Larutan garamnya akan bersifat basa karena dihasilkan ion \(\ce{OH}^{-}\)
\(\text{pH} = 9 \rightarrow \text{pOH} = 14\:-\:9 = 5\)
\([\text{OH}^{-}] = 1 \times 10^{-5}\)
\(\color{blue} [\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{\text{K}_w}{\text{K}_a}\cdot \text{M}}\)
\(\color{blue} \text{M = konsentrasi ion yang mengalami hidrolisis}\)
\(1 \times 10^{-5} = \sqrt{\dfrac{1 \times 10^{-14}}{1 \times 10^{-5}}\cdot \text{M}}\)
Kuadratkan kedua ruas
\(1 \times 10^{-10} = 1 \times 10^{-9} \cdot \text{M}\)
\(\text{M} = 0,1 \text{ molar}\)
Konsentrasi ion \(\ce{CH3COO}^{-} = 0,1 \text{ M}\)
Konsentrasi garam \(\ce{CH3COONa}\) juga 0,1 M
\(\color{blue} \text{n} = \text{M} \cdot \text{V}\)
\(\text{n} = 0,1\cdot 2 = 0,2 \text{ mol}\)
\(\text{massa} = 0,2 \text{ mol} \times 82 \text{ gram/mol} = 16,4 \text{ gram}\)
Jadi jumlah garam yang terlarutnya adalah 16,4 gram
Soal 07
Sebanyak 20 ml larutan asam asetat 0,1 M dicampurkan dengan 20 ml larutan natrium hidroksida 0,1 M. Jika nilai \(\text{Ka} = 1 \times 10^{-5}\) maka pH larutan setelah dicampurkan adalah…
(A) \(8 + \log 5\)
(B) \(9 + \log 5\)
(C) \(10 + \log 5\)
(D) \(8 \:-\: \log 5\)
(E) \(9 \:-\: \log 5\)
Jawaban: A
|
\(\ce{CH3COOH}_{(aq)}\) |
+ |
\(\ce{NaOH}_{(aq)}\) |
\(\rightarrow\) |
\(\ce{CH3COONa}_{(aq)}\) |
+ |
\(\ce{H2O}_{(l)}\) |
| Mula-mula |
2 mmol |
|
2 mmol |
|
− |
|
− |
| Reaksi |
2 mmol |
|
2 mmol |
|
2 mmol |
|
|
| Sisa |
0 |
|
0 |
|
2 mmol |
|
|
Karena asam asetat dan natrium hidroksida tepat habis bereaksi, maka pH larutan dihitung menggunakan rumus hidrolisis garam.
\(\ce{CH3COONa}\) adalah garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat
Reaksi hidrolisnya:
\(\ce{CH3COO}^{-} + \ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{CH3COOH} + \ce{OH}^{-}\)
Larutan garamnya akan bersifat basa karena dihasilkan ion \(\ce{OH}^{-}\)
\(\color{blue} [\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{\text{K}_w}{\text{K}_a}\cdot \text{M}}\)
\(\color{blue} \text{M = konsentrasi ion yang mengalami hidrolisis}\)
\( [\text{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{1 \times 10^{-14}}{1 \times 10^{-5}}\cdot \dfrac{2\text{ mmol}}{(20 + 20) \text{ ml}}}\)
\( [\text{OH}^{-}] = \sqrt{1 \times 10^{-9}\cdot \dfrac{1}{40}}\)
\( [\text{OH}^{-}] = \sqrt{25 \times 10^{-12}}\)
\( [\text{OH}^{-}] = 5\times 10^{-6}\)
\(\text{pOH} = 6\:-\:\log 5\)
\(\text{pH} = 14\:-\:(6\:-\:\log 5)\)
\(\text{pH} =8 + \log 5\)
Soal 08
Penyangga fosfat merupakan penyangga yang berada di dalam sel. Penyangga ini adalah campuran dari asam lemah \(\ce{H2PO4}^{-}\) dan basa konjugasinya, yaitu \(\ce{HPO4}^{2-}\). Jika dari proses metabolisme sel dihasilkan banyak zat yang bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion \(\ce{HPO4}^{2-}\) menurut reaksi:
\(\ce{HPO4}_{\text{aq}}^{2-} + \ce{H}_{\text{aq}}^{-} \rightleftharpoons \ce{H2PO4}_{\text{aq}}^{-}\)
Jika proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion \(\ce{OH}^{-}\) akan bereaksi dengan \(\ce{H2PO4}^{-}\) menurut reaksi:
\(\ce{H2PO4}_{\text{aq}}^{-} + \ce{OH}_{\text{aq}}^{-} \rightleftharpoons \ce{HPO4}_{\text{aq}}^{2-} + \ce{H2O}_{l}\)
Perbandingan \([\ce{H2PO4}^{-}]/[\ce{HPO4}^{2-}]\) jika pH darah turun di bawah 7,0 adalah…
\((\text{Ka} = 6 \times 10^{-8})\)
(A) 10 : 6
(B) 6 : 10
(C) 7 : 8
(D) 8 : 7
(E) 11 : 6
Jawaban: E
Karena pH darah turun di bawah 7 maka merupakan larutan penyangga asam
Misal kita pilih \([\ce{H2PO4}^{-}] : [\ce{HPO4}^{2-}] = 11 : 6 \) maka
\([\ce{H}^{+}] = \text{Ka} \times \dfrac{[\ce{H2PO4}^{-}]}{[\ce{HPO4}^{2-}]}\)
\([\ce{H}^{+}] = \cancel{6} \times 10^{-8}\times \dfrac{11}{\cancel{6}}\)
\([\ce{H}^{+}] = 1,1 \times 10^{-7}\)
\(\text{pH} = 7\:-\:\log 1,1 < 7\)
Jadi perbandingan \([\ce{H2PO4}^{-}]/[\ce{HPO4}^{2-}]\) adalah 11 : 6
Soal 09
Tetapan kesetimbangan asam (Ka) dari \(\ce{C6H5COOH} = 6 \times 10^{-5}\). Nilai pH yang dihasilkan jika 100 ml larutan \(\ce{C6H5COOH}\) 0,1 M dicampurkan dengan 50 ml larutan \(\ce{C6H5COOK}\) 0,1 M adalah…
(A) \(4\:-\:\log 3\)
(B) \(4\:-\:\log 1,2\)
(C) \(5\:-\:\log 3\)
(D) \(5\:-\:\log 1,2\)
(E) \(6\:-\:\log 1,2\)
Jawaban: B
Larutan yang terjadi adalah larutan penyangga asam
Jumlah mol \(\ce{C6H5COOH}\) = 0,1 × 100 = 10 mmol
Jumlah mol \(\ce{C6H5COO}^{-}\) = 0,1 × 50 = 5 mmol
\(\color{blue} [\ce{H}^{+}] = \text{Ka} \times \dfrac{n\ce{C6H5COOH}}{n\ce{C6H5COO}^{-}}\)
\([\ce{H}^{+}] = 6 \times 10^{-5} \times \dfrac{10}{5}\)
\([\ce{H}^{+}] = 1,2 \times 10^{-4}\)
\(\text{pH} = -\log (1,2 \times 10^{-4})\)
\(\text{pH} = 4\:-\:\log 1,2\)
Soal 10
Perhatikan tabel larutan garam, persamaan hidrolisis, dan perkiraan pH berikut!
| No |
Larutan Garam |
Persamaan Hidrolisis |
Perkiraan pH |
| (1) |
Magnesium fluorida |
\(\ce{Mg}^{2+} + 2\ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{Mg(OH)2} + \ce{H}^{+}\) |
pH > 7 |
| (2) |
Aluminium klorida |
\(\ce{Al}^{3+} + 3\ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{Al(OH)3} + \ce{H}^{+}\) |
pH < 7 |
| (3) |
Kalium karbonat |
\(\ce{CO3}^{2-} + \ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{H2CO3} + \ce{OH}^{-}\) |
pH > 7 |
| (4) |
Amonium sulfat |
\(\ce{SO4}^{2-} + 2\ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{H2SO4} + 2\ce{OH}^{-}\) |
pH = 7 |
| (5) |
Amonium asetat |
\(\ce{NH4}^{+} + \ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{NH3} + \ce{H}^{+}\) |
pH > 7 |
Data yang berhubungan dengan tepat ditunjukkan oleh pasangan nomor…
(A) (1) dan (3)
(B) (2) dan (3)
(C) (2) dan (4)
(D) (3) dan (4)
(E) (4) dan (5)
Jawaban: B
\(\ce{AlCl3}\) atau Aluminium klorida adalah garam yang berasal dari basa lemah dan asam kuat, sehingga larutan bersifat asam (pH < 7)
Reaksi hidrolisisnya:
\(\ce{Al}^{3+} + 3\ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{Al(OH)3} + \ce{H}^{+}\)
\(\ce{K2CO3}\) atau kalium karbonat adalah garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah sehingga larutan bersifat basa (pH > 7)
Reaksi hidrolisnya:
\(\ce{CO3}^{2-} + \ce{H2O} \rightleftharpoons \ce{H2CO3} + \ce{OH}^{-}\)
B. ESAI
Soal 11
Terdapat larutan \(\ce{CH3COOH}\) 0,1 M \((\text{Ka} = 1 \times 10^{-5})\). Tentukan jumlah mol \(\ce{CH3COONa}\) yang harus ditambahkan ke dalam 100 ml larutan \(\ce{CH3COOH}\) 0,1 M agar pH larutan berubah menjadi 2 kali semula.
Menghitung pH larutan asam asetat awal
\(\color{blue} [\ce{H}^{+}] = \sqrt{\text{Ka} \cdot \text{M}}\)
\([\ce{H}^{+}] = \sqrt{ 1 \times 10^{-5} \cdot 0,1}\)
\([\ce{H}^{+}] = \sqrt{ 1 \times 10^{-6}}\)
\([\ce{H}^{+}] =1 \times 10^{-3}\)
\(\text{pH} = -\log (1 \times 10^{-3})\)
\(\text{pH} = 3\)
Menghitung pH larutan penyangga
pH larutan penyangga = 2 × pH larutan asam asetat awal
pH larutan penyangga = 6
Jumlah mol asam asetat 0,1 M × 100 ml = 10 mmol = 0,01 mol
\(\color{blue} [\ce{H}^{+}] = \text{Ka} \times \dfrac{n\ce{CH3COOH}}{n\ce{CH3COO}^{-}}\)
\(1 \times 10^{-6} = 1 \times 10^{-5} \times \dfrac{0,01}{n\ce{CH3COO}^{-}}\)
\(\dfrac{1 \times 10^{-6}}{1 \times 10^{-5}} =\dfrac{1 \times 10^{-2}}{n\ce{CH3COO}^{-}}\)
\(1 \times 10^{-1} =\dfrac{1 \times 10^{-2}}{n\ce{CH3COO}^{-}}\)
\(n\ce{CH3COO}^{-} = \dfrac{1 \times 10^{-2}}{1 \times 10^{-1}} = 0,1 \text{ mol}\)
\(n\ce{CH3COONa} = n\ce{CH3COO}^{-}= 0,1 \text{ mol}\)
Jadi jumlah mol \(\ce{CH3COONa}\) yang harus ditambahkan adalah 0,1 mol
Soal 12
Sebanyak 8,2 gram \(\ce{CH3COONa}\) dilarutkan ke dalam 200 ml air. Tentukan pH larutan garam yang terjadi.
\((\text{Ka} = 1 \times 10^{-5}), \text{Ar C = 12, H = 1, O = 16, Na = 23}\).
\(\ce{CH3COONa}\) merupakan garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat sehingga larutannya bersifat basa
Jumlah mol \(\ce{CH3COONa}\) = \(\dfrac{8,2}{82} = 0,1 \text{ mol}\)
\([\ce{CH3COONa}] = \dfrac{n}{V}\)
\([\ce{CH3COONa}] = \dfrac{0,1}{0,2} = 0,5 \text{ molar}\)
\(\text{M} = [\ce{CH3COO}^{-}] = 0,5 \text{ molar}\)
\(\color{blue} [\ce{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{\text{Kw}}{\text{Ka}}\cdot \text{M}}\)
\(\text{M} = \text{konsentrasi ion yang terhidrolisis}\)
\([\ce{OH}^{-}] = \sqrt{\dfrac{1 \times 10^{-14}}{ 1 \times 10^{-5}}\cdot 0,5}\)
\([\ce{OH}^{-}] = \sqrt{ 1 \times 10^{-9}\cdot 5 \times 10^{-1}}\)
\([\ce{OH}^{-}] = \sqrt{ 5 \times 10^{-10}}\)
\([\ce{OH}^{-}] = \sqrt{5} \times 10^{-5}\)
\(\text{pOH} = 5\:-\:\log \sqrt{5}\)
\(\text{pH} = 14\:-\:\text{pOH}\)
\(\text{pH} = 14\:-\:(5\:-\:\log \sqrt{5})\)
\(\text{pH} = 9 + \log \sqrt{5}\)
Jadi pH larutan garam yang terjadi adalah \(9 + \log \sqrt{5}\)
Soal 13
Sebanyak 1,14 liter larutan penyangga dibuat dengan cara mereaksikan larutan asam asetat 0,3 M \((\text{Ka} = 1 \times 10^{-5} )\) dengan larutan kalium hidroksida 0,2 M. Larutan yang terbentuk memiliki pH = 5 – log 3,2. Tentukan volume kalium hidroksida mula-mula.
Misal:
Volume \(\ce{CH3COOH}\) = \(x\) ml
Volume \(\ce{KOH}\) = \(y\) ml
|
\(\ce{CH3COOH}\) |
+ |
\(\ce{KOH}\) |
\(\rightarrow\) |
\(\ce{CH3COOK}\) |
+ |
\(\ce{H2O}\) |
| Mula-mula |
0,3 x mmol |
|
0,2 y mmol |
|
− |
|
− |
| Reaksi |
0,2 y mmol |
|
0,2 y mmol |
|
0,2 y mmol |
|
|
| Sisa |
(0,3 x−0,2 y) mmol |
|
0 |
|
0,2 y mmol |
|
|
Larutan penyangga asam pH = 5 – log 3,2
\([\ce{H}^{+}] = \text{Ka} \times \dfrac{n\ce{CH3COOH}}{n\ce{CH3COO}^{-}}\)
\(3,2 \times 10^{-5} = 1 \times 10^{-5} \times \dfrac{(0,3x\:-\:0,2y)}{0,2y}\)
\(3,2 = \dfrac{(0,3x\:-\:0,2y)}{0,2y}\)
\(3,2 \times 0,2y = 0,3x\:-\:0,2y\)
\(0,64y = 0,3x\:-\:0,2y\)
\(0,84y = 0,3x\)
\(y = \dfrac{0,3}{0,84} x\)
\(y = \dfrac{5}{14} x\)
\(x + y = 1.140 \text{ ml}\)
\(x + \dfrac{5}{14} x = 1.140 \text{ ml}\)
\(\dfrac{19}{14}x = 1.140\text{ ml}\)
\(x = \dfrac{14}{19} \times 1.140 = 840 \text{ ml}\)
\(y = 1.140 \:-\:840 = 300 \text{ ml}\)
Jadi volume kalium hidroksida mula-mula adalah 300 ml
Soal 14
Suatu larutan penyangga sebanyak 510 ml berasal dari \(x\) ml larutan \(\ce{NH4OH}\) 0,8 M dan \(y\) ml larutan \(\ce{HNO3}\) 0,2 M. Jika pH larutan penyangga tersebut 10, tentukan perbandingan \(x\) dan \(y\). \((\text{Kb} = 1 \times 10^{-5})\)
|
\(\ce{NH4OH}\) |
+ |
\(\ce{HNO3}\) |
\(\rightarrow\) |
\(\ce{NH4NO3}\) |
+ |
\(\ce{H2O}\) |
| Mula-mula |
0,8 x mmol |
|
0,2 y mmol |
|
− |
|
− |
| Reaksi |
0,2 y mmol |
|
0,2 y mmol |
|
0,2 y mmol |
|
|
| Sisa |
(0,8 x−0,2 y) mmol |
|
0 |
|
0,2 y mmol |
|
|
Larutan penyangga basa dengan pH = 10
pOH = 14 − 10 = 4
\([\ce{OH}^{-}] = 1 \times 10^{-4}\)
\(\color{blue} [\ce{OH}^{-}] = \text{Kb} \cdot\dfrac{n\ce{NH4OH}}{n\ce{NH4}^{+}}\)
\(1 \times 10^{-4} = 1 \times 10^{-5} \cdot \dfrac{0,8x\:-\:0,2y}{0,2y}\)
\(\dfrac{1 \times 10^{-4}}{1 \times 10^{-5}} = \dfrac{0,8x\:-\:0,2y}{0,2y}\)
\(1 \times 10^{-1} = \dfrac{0,8x\:-\:0,2y}{0,2y}\)
\(0,1 = \dfrac{0,8x\:-\:0,2y}{0,2y}\)
\(0,1 \times 0,2y = 0,8x\:-\:0,2y\)
\(0,02y + 0,2y = 0,8x\)
\(0,22y = 0,8x\)
kalikan kedua ruas dengan 100
\(22y = 80x\)
\(y= \dfrac{80}{22}x\)
\(y = \dfrac{40}{11}x\dotso \color{red} (1)\)
\(x + y = 510 \text{ ml} \dotso \color{red} (2)\)
Substitusikan persamaan (1) ke persamaan (2)
\(x + \dfrac{40}{11}x = 510 \text{ ml}\)
\(\dfrac{51}{11}x = 510 \text{ ml}\)
\(x = 510 \times \dfrac{11}{51} = 110 \text{ ml}\)
\(y = 510 \:-\:110 = 400 \text{ ml}\)
\(\dfrac{x}{y} = \dfrac{110}{400} = \dfrac{11}{40}\)
Jadi perbandingan \(x\) dan \(y\) adalah \(11 : 40\).
Soal 15
Larutan garam \(\ce{AlCl3}\) 0,1 M memiliki pH = 6 − log 2. Tentukan Kb dan pKb dari \(\ce{Al(OH)3}\).
Larutan garam bersifat asam dengan pH = 6 − log 2.
\([\ce{H}^{+}] = 2 \times 10^{-6}\)
\([\ce{H}^{+}] = \sqrt{\dfrac{\text{Kw}}{\text{Kb}} \cdot \text{M}}\)
\(2 \times 10^{-6} = \sqrt{\dfrac{1 \times 10^{-14}}{\text{Kb}} \cdot 0,1}\)
Kuadratkan kedua ruas,
\(4 \times 10^{-12} = \dfrac{1 \times 10^{-15}}{\text{Kb}}\)
\(\text{Kb} = \dfrac{1 \times 10^{-15}}{4 \times 10^{-12} }\)
\(\text{Kb} = \dfrac{1}{4} \times 10^{-3}\)
\(\text{Kb} = 0,25 \times 10^{-3}\)
\(\text{Kb} = 2,5\times 10^{-4}\)
\(\text{pKb} = 4 \:-\:\log 2,5\)
Soal 16
Sebanyak \(x\) molar \(\ce{NH3}\) 100 ml tepat bereaksi dengan \(y\) molar \(\ce{HCl}\) 300 ml membentuk larutan garam \(\ce{NH4Cl}\) dengan pH = 5. Tentukan perbandingan \(x\) dan \(y\). \((\text{Kb} = 1 \times 10^{-5})\)
Larutan garam bersifat asam dengan pH = 5, maka \([\ce{H}^{+}] = 1 \times 10^{-5}\)
\([\ce{H}^{+}] = \sqrt{\dfrac{\text{Kw}}{\text{Kb}} \cdot \text{ M}}\)
\(1 \times 10^{-5} = \sqrt{\dfrac{1 \times 10^{-14}}{1 \times 10^{-5}} \cdot \text{ M}}\)
Kuadratkan kedua ruas,
\(1 \times 10^{-10} = 1 \times 10^{-9} \cdot \text{ M}\)
\(\text{M} = \dfrac{1 \times 10^{-10}}{1 \times 10^{-9}} = 0,1 \text{ molar}\)
\(n = \text{M}\cdot \text{V}\)
\(n = \text{0,1}\cdot \text{400 ml}= 40 \text{ mmol}\)
Jumlah Mol \(\ce{NH4Cl}_{(aq)}\) adalah 40 mmol
|
\(\ce{NH3}_{(g)}\) |
+ |
\(\ce{HCl}_{(aq)}\) |
\(\rightarrow\) |
\(\ce{NH4Cl}_{(aq)}\) |
| Mula-mula |
100x mmol |
|
300y mmol |
|
− |
| Reaksi |
40 mmol |
|
40 mmol |
|
40 mmol |
| Sisa |
0 |
|
0 |
|
40 mmol |
\(100x \:-\:40 = 0 \rightarrow x = \dfrac{2}{5}\)
\(300y\:-\:40= 0 \rightarrow y = \dfrac{2}{15}\)
\(\dfrac{x}{y} = \dfrac{\dfrac{2}{5}}{\frac{2}{15}} = \dfrac{3}{1}\)
Jadi \(x : y = 3 : 1\)
