Variasi soal Menghitung [H+] pada Larutan Asam Basa

Larutan asam HA 0,1 M akan memberikan warna yang sama dengan larutan HCl 0,001 M jika ditetesi dengan indikator universal. Hitunglah harga Ka HA!

Penyelesaian:

Diketahui:

[HA] = 0,1 M atau 10^-1 M

[HCl] = 0,001 M atau 10^-3 M

Ditanyakan: Ka HA = ….?

Informasi yang dapat kita gunakan untuk menyelesaikan soal ini adalah warna indicator yang sama antara HCl dan HA. Hal tersebut menunjukkan bahwa [H⁺] pada kedua larutan tersebut adalah sama sehingga kita dapat menentukan [H⁺] dengan menggunakan data HCl.

 [H⁺] = a x Ma

        = 1 x 10^-3

        = 1 x 10^-3

Setelah memperoleh nilai [H⁺] maka selanjutnya adalah menentukan nilai Ka HA:

 [H⁺] = √Ka. Ma

Rumus diatas dapat kita ubah menjadi :

          [H⁺]²

Ka = --------

           Ma

         (10^-3)²

     = -----------

           10-1

         10^-6

     = -------

          10^-1

   

     = 10^-5

Jadi nilai Ka HA = 10^-5

Perhitungan pH campuran dua asam yang berbeda valensi

(Soal latihan buku Erlangga Hal. 168)

Larutan asam klorida (HCl) 0,1 M dan larutan H2SO4 0,1 M dengan volume yang sama dicampur menjadi satu. Hitunglah pH larutan tersebut!

Dik    : M1 = [HCl] = 0,1 M ⇒ [H+] = 0,1 M

           M2 = [H2SO4] = 0,1 M ⇒ [H+] = 0,2 M

           Misalkan V1 = V.HCl

                           V2 = V.H2SO4

Dit     : pH campuran = …?

Penyelesaiaan:

A. Penyelesaian dengan penulisan singkat:

[H⁺]campuran = (M1V1 + M2V2)/(V1+V2)

                                          = (0,1V + 0,2V)/2V

                                          = 0,3V/2V

                                         = 0,15 M

                                  

            pH = -log[H+]

                  = -log 0,15

                  = 1-log 1,5

                   = 0,8

B. Penyelesaian dengan penulisan tiap langkah secara sistematis: 

Diketahui :

[HCl] = 0,1 M = 10^-1

[H₂SO₄] = 0,1 M = 10^-1

V HCl = V H2SO4

Valensi asam (a) untuk HCl = 1

Valensi asam (a) untuk H₂SO₄ = 2

Ditanya : pH campuran= …. ?

Jawab :

Langkah pertama: mentukan masing masing [H⁺] untuk HCl dan H₂SO₄:

[H⁺] untuk HCl :

[H⁺] = a . M_HCl

         = 1 . 10^-1

         = 10^-1

[H⁺] untuk H₂SO₄:

[H⁺] = a . M _H2SO4

         = 2 . 10^-1

Langkah kedua menentukan [H⁺] campuran dua asam dengan cara:

                             V.[H⁺]_HCl + V.[H⁺] _H2SO4

[H⁺] _Campuran =    ------------------------

                                      V _HCl + V _H2SO4

Catatan: Karena Volume kedua asam sama maka diperoleh:

            

                             V . 10^-1 + V . 2 × 10^-1

                         = ---------------------------

                                        2V

                            3 × 10^-1 . V

                         =-------------------

                                 2V

                         = 1,5 × 10^-1

Maka pH Campuran :

pH = - log [H⁺]

= - log 1,5 × 10^-1

= - ( log 1,5 + log 10^-1)

= - log 1,5 - log 10^-1

= 1 - log 1,5

= 0,8

Jadi pH campuran asam tersebut adalah : 0,8

Menghitung pH Campuran

(Soal latihan buku Erlangga hal 168 No. 5)

Sebanyak 400 mL larutan yang mempunyai pH = 1 dicampur dengan 100 mL larutan yang mempunyai pH = 2. Hitunglah pH campuran yang terjadi! 

Diketahui:

Volume Larutan 1 = 400 mL

pH Larutan 1 = 1

Volume Larutan 2 = 100 mL

pH larutan 2 = 2

Ditanyakan:  pH Campuran = ….?

Penyelesaiaan:

Langkah pertama adalah menghitung mol masing masing larutan dengan cara:

Mol larutan 1 :

pH = 1

[H⁺] = 10⁻¹

M = 0,1 M

Maka jumlah mol larutan 1:

mol = M . V

mol = 0,1 . 400

mol = 40 mmol

Mol larutan 2 :

pH = 2

[H⁺] = 10⁻²

M = 0,01

Maka jumlah mol larutan 2 :

mol = M . V

mol = 0,01 . 100

mol = 1 mmol

Langka ke dua menghitung  molaritas campuran dengan cara:

                             mol₁ + mol₂

[Campuran] =  -----------------

                            Volume total

                               40 + 1

                        = -------------

                            400 + 100

                         = 41/500

                         = 8,2 x 10⁻² M

Langkah akhir adalah menghitung  pH campuran dengan cara:

Untuk konsentrasi campuran = [H⁺] = 8,2 x 10⁻²

pH = -log [H⁺]

pH = -log [8,2 x 10⁻²]

pH = 2 - log 8,2

pH = 2 - 0,91

pH = 1,09

Jadi, pH campuran adalah 1,09

Menghitung nilai Ka asam lemah

Jika pH larutan 0,01 M suatu asam lemah HA adalah 3,5 maka tetapan asam (Ka) adalah ….

a. 1 x 10^-3

b. 1 x 10^-5

c. 1 x 10^-7

d. 1 x 10^-8

e. 2 x 10^-3

Diketahui :

[HA] = Ma = 0,01 M

pH = 3,5

Ditanyakan : Nilai Tetapan Asam lemah (Ka) = ….

Penyelesaiaan:

Untuk menyelesaikan persoalan diatas maka kita menggunakan rumus asam lemah yaitu [H⁺] = √Ka x Ma atau rumus ini dapat diubah bentuknya menjadi [H⁺]² = Ka x Ma

Langkah 1: menetukan nilai [H⁺]

- log [H+] = pH

- log [H+] = 3,5

- log [H+] = - log 10^-3,5

        [H+] = 10^-3,5

Setelah memperoleh nilai [H⁺] maka Ka dapat di peroleh dengan cara:

[H⁺]² = Ka x Ma

Ka   = [ H+]² / Ma

       = [10^-3,5] / 0,01

       = 10^-7 / 0,01

       = 10^-5 atau 1 x 10^-5

Netralisasi dan perhitungan pH Asam lemah

1. Hitunglah volume basa yang diperlukan jika 20 mL CH₃COOH 0,1 M dititrasi dengan larutan NaOH 0,2 M !

Diketahui :

Volume CH3COOH = 20 ml

[CH3COOH] = 0,1 M

[NaOH] = 0,2 M

Ditanyakan : Volume NaOH yang diperlukan = ….

Penyelesaiaan:

Soal diatas merupakan tipe soal netralisasi sehingga digunakan rumus perbandingan antar mol asam dan basa.

Ma . Va. na = Mb . Vb . nb

Namun karena nilai n atau valensi asam dan basa sama maka dapat diabaikan sehingga:

Va  . Ma  = Mb . Vb .

20  . 0,1 = 0,2 . Vb

           2 = 0,2Vb
         Vb = 2/0,2

Vb = 10 mL atau 0,01 liter

Catatan: Jika valensi asam dan basa tidak sama maka wajib diikutkan dalam perhitungan netralisasi.

2. Jika larutan asam asetat mempunyai pH = 3 dan Ka = 10^-5 (M r= 60),maka jumlah asam asetat dalam 1 liter larutan asam asetat sebesar….gram

a. 0.3 gram

b. 0.6 gram

c. 3 gram

d. 6 gram

e. 60 gr

Diketahui :

pH CH₃COOH = 3

Ka = 10^-5

Volume larutan = 1 liter (pada persoalan ini perhitungan tidak melibatkan volume)

Ditanyakan: Massa CH₃COOH = ….

Penyelesaian:

Senyawa asam yang ditampilakan pada soal di atas merupakan salah satu jenis asam lemah. Untuk menyelesaikan persoalan tersebut maka digunakan rumus menghitung pH asam lemah yaitu [H⁺] = √Ka x Ma atau rumus ini dapat diubah bentuknya menjadi [H⁺]² = Ka x Ma

Langkah 1: mengubah pH menjadi [H]

Jika pH = 3 ⇒ maka [H+] = 1 x 10^-3 M

Langkah 2 : menentukan dilai Ma atau [CH₃COOH]

[H+]² = Ka.Ma

   Ma = [H+]²/Ka

         = (10^-3)²/10^-5 = 10^-1 M

Langkah 3: Menentukan massa CH₃COOH

masa CH3COOH = M x Mr

                            = 0,1 x 60

                            = 6 gram

Jadi diperoleh massa CH₃COOH yang dibutuhkan untuk membuat agar larutan memiliki pH = 3 adalah 6 gram

Perhitungan pH Basa Kuat

Besarnya pH larutan 0,74 gram Ca(OH)₂ (Ar Ca=40, O=16, dan H=1) dalam 500 mL larutan adalah….

a.   2 -  log 4
b.   2 + log 4
c. 11 + log 4
d. 12 -  log 4
e. 12 + log 4

Penyelesaian:     

1. Tuliskan seluruh data yang ada pada soal:

Diketahui :

Massa Ca(OH)₂ = 0,74 gram

Volume larutan = 500 ml = 0,5 L

Ar Ca = 40 , O = 16 dan H = 1

Mr Ca(OH)₂  = {(40 + (2x16) + 2x1)} = 74

Ditanyakan : pH larutan Ca(OH)₂ = …..

2. Hubungkan antara data yang ada dengan pertanyyaan yang di ujikan!

Secara logika karena Ca(OH)₂ merupakan basa kuat maka pH larutan tersebut akan mendekati 14 dan pilihan jawaban yang paling memungkinkan adalah C dan E. Untuk pilihan yang lain sudah dapat di eliminasi.

Cara menetukan pH secara perhitungan matematis:

a. Tentukan jumlah mol Ca(OH)₂ jika massanya 0,74 gram :

    mol = Massa Ca(OH)₂  / Mr Ca(OH)₂

           = 0,74 gram / 74 gram/mol

           = 0,01 mol

b. Selanjutnya tentukan konsentrasi (Molaritas) Ca(OH)₂ dengan cara:

     M = n / V

         = 0,01 mol / 0,5 L

         = 0,02 mol/L

         = 0,02 M

c. Setelah itu tentukan [OH‑] dalam larutan Ca(OH)₂:

    karena Ca(OH)₂ merupakan kelompok basa kuat maka rumus yang digunakan adalah:

    [OH-]  = b . M

              = 2 . 0,02 M

              = 4 × 10-² M

d. Langkah selanjutnya adalah menetukan pOH :

    pOH = - log [OH-]

            = - log 4 × 10-²

            = - ( log 4 + log 10-²)

            = - log 4 - log 10-²

            = 2 - log 4

e. Langkah akhir adalah menetukan pH larutan sesuai dengan pertanyaan di atas :

    pH = 14 - pOH

         = 14 - ( 2 - log 4)

         = 14 - 2 + log 4

         = 12 + log 4

Setelah menyelesaikan tahapan secara berurutan maka diperoleh data pH Ca(OH)₂ = 12 + log 4

Mudah kan! Untuk menyelesaikan persoalan yang disajikan pada pelajaran kimia maka sahabat hanya perlu memahami urutan serta langkah langkah yang dibutuhkan berdasarkan data yang disediakan. 

Ingat: Beda data yang disediakan maka beda pula langkah langkah penyelesaiannya.

Soal Titrasi Asam Basa

     

     Soal

    Campuran NaOH dan KOH seberat 4,8 gram dilarutkan ke dalam air hingga volumenya 100 mL. Dari larutan yang terbentuk diambil 10 mL kemudian dititrasi dengan larutan HCl 0,5 M. Ternyata pada titrasi tersebut dibutuhkan larutan HCl sebanyak 20 mL. Jika Mr NaOH = 40 dan KOH = 56, Maka massa NaOH dan KOH masing masing adalah ....

     A. 3 gram dan 1,8 gram

     B. 2 gram dan 2,8 gram

     C. 2,3 gram dan 2 gram

     D. 1,5 gram dan 2,3 gram

     E. 1,8 gram dan 3 gram

        

     Penyelesaian :

    Nahhh Soabat, jika sobat menemukan soal seperti ini maka langkah pertama yang kita harus lakukan adalah membuat persamaan reaksinya sebagai berikut-

     NaOH + KOH  → NaCl +  H₂O

     Selanjtnya tentukan data yang tersedia

     Massa Campuran = 4,8 gram 

     Volume Campuran =  100 mL 

     Volume Pentiter(HCl) = 20 mL

     Konsentrasi Pentiter (HCl) = 0,5 M

     Mr NaOH = 40 dan KOH = 56

   Selanjutnya tentukan jumlah mol HCl berdasarkan data yang tersedia sehingga kita  peroleh:

     Mol HCl = 20 ´ 0,5 = 10 mmol 

     Ingat pada saat titrasi terjadi reaksi:   H⁺ + OH^- à H₂O

     Sehingga mol OH^- = mol H⁺ = mol HCl = 10 mmol, dalam 10 mL larutan

    Nah selanjutnya kita hitung jumlah mol campuran basa tersebut dalam 100 ml, kita dapat menentukan dengan cara:

    Jumlah mol campuran basa dalam 100 mL larutan = (100/10) x 10 mmol = 100 mmol = 0,1 mol

     Langkah terakhir adalah menentukan massa NaOH dan KOH

     Misal massa NaOH = x

     Maka massa KOH = 4,8 – x

     Mol Campuran Basa = Mol NaOH + Mol KOH

     0,1 mol = (x/40) + (4,8-x)/56

     x = 2 g

     Untuk nilai x = 2 maka massa NaOH = 2 gram

     Untuk nilai x = 2 maka massaKOH = 4,8 - 2 = 2,8 gram