CONTOH SOAL PH LARUTAN PENYANGGA

Penentuan pH Larutan Penyangga- Bagaimana membuat larutan penyangga yang memiliki nilai pH tertentu? Anda dapat membuatnya dari campuran asam lemah dan basa konjugat atau dari basa lemah dan asam konjugatnya, dengan tetapan ionisasi asam lemah atau basa lemah mendekati konsentrasi ion H+ atau pH yang diharapkan. Sebagai gambaran, misalnya larutan penyangga dibuat dari asam lemah HA dan basa konjugatnya A–. Persamaan kesetimbangan ionisasi asam adalah:
HA(aq) ⇄ H⁺(aq) + A^–(aq).

Tetapan ionisasi dari asam lemah HA adalah

Dengan menata ulang persamaan, diperoleh persamaan untuk konsentrasi ion H⁺, yaitu:

Persamaan tersebut menyatakan konsentrasi ion H⁺ dalam bentuk Ka asam lemah dikalikan dengan perbandingan konsentrasi HA dan A^–pada keadaan kesetimbangan. Jika [HA] dan [A^–] sama maka konsentrasi ion H+ dari larutan penyangga sama dengan nilai Ka. Anda dapat menggunakan persamaan di atas untuk menentukan nilai pH larutan penyangga, yaitu:

Ruas kiri persamaan menyatakan pH. Ruas kanan dapat disederhanakan menjadi pKa, dimana pKa = –log Ka. Jadi, persamaan di atas dapat ditulis dalam bentuk sebagai berikut.

Secara umum, persamaan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut.

(berdasarkan teori Bronsted-Lowry)

(berdasarkan teori Arrhenius)

Untuk larutan penyangga yang dibuat dari basa lemah dan asam konjugatnya, nilai pOH diperoleh dengan cara serupa.

(berdasarkan teori Bronsted-Lowry)

(berdasarkan teori Arrhenius)

Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Henderson-Hasselbalch. Untuk membuat larutan penyangga dengan pH sesuai keinginan, misalnya pH ≈ 4,75, dapat dilakukan dengan mencampurkan asam lemah yang memiliki nilai pKa sekitar 4,74. Kemudian, dicampurkan dengan garam yang konsentrasi molarnya sama dengan asam lemah agar

Contoh pH Larutan Penyangga dari Asam Lemah dan Garamnya
Berapa pH larutan yang dibuat dari campuran 50 mL CH₃COOH 0,5 M dan 50 mL NaCH₃COO 0,5 M? Diketahui Ka(CH₃COOH) = 1,8 × 10^–5.
Jawab:
Dalam larutan terdapat: CH₃COOH, CH₃COO^–, H⁺, dan Na⁺. Reaksi kesetimbangannya:
CH₃COOH(aq) ⇄ CH₃COO^–(aq) + H⁺(aq)
Konsentrasi CH₃COO^– lebih dominan dari garam dibandingkan hasil ionisasi asam asetat maka dalam perhitungan, konsentrasi CH₃COO^– ditentukan dari garamnya. Konsentrasi CH₃COOH dalam campuran (100 mL):

Konsentrasi CH₃COO^– dalam campuran (100 mL):

Nilai pH larutan dihitung dengan rumus:

Jadi, pH larutan penyangga sebesar 4,74. Nilai ini berasal dari nilai pKa.

Contoh pH Larutan Penyangga dari Campuran Garam
Berapa pH larutan penyangga yang dibuat dari campuran 60 mL NaH₂PO₄ 0,5 M dan 40 mL Na₂HPO₄ 0,5 M. Diketahui Ka (H₂PO₄^–) = 7,5 × 10^–3.
Jawab:
Dalam larutan terdapat: Na⁺, H⁺, H₂PO₄^–, dan HPO₄^2–. Reaksi kesetimbangannya:
H₂PO₄^–(aq) ⇄ HPO₄^2–(aq) + H⁺(aq)
Oleh karena kedua garam tersebut terionisasi sempurna maka konsentrasi H₂PO₄^– dan HPO₄^2– sama dengan konsentrasi garam-garamnya. Konsentrasi H₂PO₄^– dalam campuran (100 mL):

Konsentrasi HPO₄^2– dalam volume campuran

Nilai pH larutan

Jadi, pH larutan = 1,95.

Pengenceran Larutan Penyangga
Mengapa pH larutan penyangga tidak berubah jika diencerkan? Untuk memahami hal ini, dapat ditinjau dari persamaan Henderson-Hasselbalch.

Nilai pH larutan penyangga hanya ditentukan oleh pKa dan perbandingan konsentrasi molar pasangan asam basa konjugat. Nilai Ka atau pKa dari asam lemah tidak bergantung pada konsentrasi asam, tetapi bergantung pada suhu. Oleh sebab itu, pengenceran larutan penyangga tidak akan mengubah nilai pKa (lihat Gambar 8.9).

Gambar 8.9 Pengenceran larutan penyangga hanya mengubah konsentrasi molar spesi dalam kesetimbangan, tetapi tidak mengubah perbandingan spesi tersebut.

Konsentrasi molar pasangan asam basa konjugat akan berubah jika volume larutan berubah sebab konsentrasi bergantung pada volume total larutan. Pengenceran larutan akan mengubah semua konsentrasi spesi yang ada dalam larutan, tetapi karena perubahan konsentrasi dirasakan oleh semua spesi maka perbandingan konsentrasi molar pasangan konjugat asam basa tidak berubah. Akibatnya, pH larutan tidak berubah.