Belajar tentang Pembahasan buffer

(1)

Pembahasan buffer

1. Larutan penyangga mengandung campuran asam lemah dengan basa konjugasinya atau basa lemah dengan asam konjugasinya.

Dengan kata lain, kita cari pasangan spesi kimia di atas yang tersusun dari unsur yang sama tetapi jumlah H berbeda 1, yaitu:

H2PO4− dan HPO42−

H2PO4− bertindak sebagai asam lemah (jumlah H lebih banyak) sedangkan HPO42−

bertindak sebagai basa konjugasinya.

Jadi, pasangan spesi kimia yang dapat membentuk larutan penyangga adalah nomor 2 dan 5 (C).

2. mol NH3 = 100 mL x 0,2 mmol/mL = 20 mmol mol NH4Cl = 50 mL x 0,25 mmol/mL = 200 mmol

pOH = pKb – log b/g pOH = -log 10^-5 – log 20/200

= 5 – log 0,1 = 5 + 1 = 6

pH = 14 – pOH =14 – 6 = 8 (A)

3. Mol CH3COOH (asam asetat) = 200/1000 L x 0,4 M = 0,08 mol Mol NaOH = 100/1000 L x 0,4 M = 0,04 mol

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O Mula-mula : 0,08 0,04 - -

Reaksi : 0,04 0,04 0,04 0,04

Setimbang : 0,04 - 0,04 0,04

pH = pKa – log a/g

pH = -log 10^-5 –log 0,04/0,04

= -log 10^-5

= 5 (B) 4. Jawaban : C

Larutan yang merupakan larutan penyangga mempunyai ciri harga pH yang tidak berubah secara signifikan meskipun ditambah sedikit asam, sedikit basa, atau diencerkan. Dengan demikian, larutan yang merupakan larutan penyangga adalah larutan R. Larutan P,Q,S dan T mengalami perubahan pH yang cukup besar setelah ditambah sedikit asam atau sedikit basa sehingga bukan termasuk larutan penyangga.

5. Larutan yang merupakan larutan penyangga mempunyai ciri harga pH yang tidak berubah secara signifikan meskipun ditambah sedikit asam, sedikit basa, atau diencerkan. Dengan demikian, larutan yang merupakan larutan penyangga adalah

(2)

larutan IV. Larutan I, II, III dan V mengalami perubahan pH yang cukup besar setelah ditambah sedikit asam atau sedikit basa sehingga bukan termasuk larutan penyangga.

(d)

6. Larutan penyangga dalam cairan luar sel (ekstrasel) darah makhluk hidup menjaga pH darah hampir konstan, yaitu sekitar 7,4. Larutan penyangga yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup tersebut berupa asam karbonat-bikarbonat (H2CO3/HCO3-).

Larutan tersebut bereaksi dengan asam dan basa menurut persamaan berikut.

H2CO3(aq) + OH^-(aq)  HCO3-(aq) + H2O(l) HCO3-(aq) + H⁺(aq)  H2CO3(aq)

Larutan penyangga CH3COOH dan CH3COO^-, NH3 dan NH4+, HCOOH dan HCOO^-, serta C5H7O4CO2H dan C5H7O4CO2- bukan merupakan larutan penyangga yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup. (D)

7. Jawaban : C

Mol CH3COOH = = = 0,2 mol

[H+] = Ka

= 10^-5

= 2 x 10^-5

= 5 – log 2

8. Didalam tubuh, larutan penyangga berfungsi untuk menjaga pH darah dan cairan intrasel.

Sistem penyangga yang digunakan untuk menjaga pH darah adalah penyangga karbonat (H2CO3 / HCO3-). E

9. HCN merupakan asam lemah dan NaCN merupakan garam . / A 10. MolHCN =

MolNaOH =

HCN(aq) + NaOH(aq)  NaCN(aq) + H2O(l)

(3)

Mula-mula : 0,45 0,15 - -

Reaksi : 0,15 0,15 0,15 -

Sisa : 0,30 - 0,15

Terbentuknya larutan penyangga asam karena terdapat sisa asam lemah (HCN) dan garamnya (NaCN).

[H⁺] = Ka

pH = -log[H⁺] = -log 2 . = 5 – log 2

Jadi, pH larutan yang terbentuk adalah 5 – log 2.

11. Jawaban : C

Larutan penyangga merupakan campuran dari asam kuat dengan basa lemah atau asam lemah dengan basa kuat yang menghasilkan sisa asam lemah atau basa lemah dengan garamnya.

Larutan 1) dan 2)

VHCN = 100 mL = 0,1 L

VNaOH = 100 mL = 0,1 L

nHCN = MHCNx VHCN = 0,1 x 0,10 = 0,01 mol nNaOH = MNaOH x VNaOH= 0,1 x 0,10 = 0,01 mol

HCN(aq) + NaOH(aq)  NaCN(aq) + H2O(l)

Mula-mula : 0,01 0,01 - -

Reaksi : 0,01 0,01 0,01 0,01

Sisa : - - 0,01 0,01

Pasangan tersebut tidak dapat membentuk larutan penyangga karena tidak menghasilkan sisa asam lemah, tetapi hanya menghasilkan sisa garam.

Larutan 1) dan 5)

Pasangan antara HCN dan HCl tidak dapat membentuk larutan penyangga karena merupakan campuran dari asam lemah dan asam kuat.

Larutan 2) dan 3)

VNaOH = 100 mL = 0,1 L VCH3COOH = 100 mL = 0,1 L

nNaOH = MNaOH x VNaOH= 0,1 x 0,10 = 0,01 mol

nCH3COOH = MCH3COOH x VCH3COOH = 0,1 x 0,20 = 0,02 mol

NaOH(aq) + CH3COOH(aq)  CH3COONa(aq) + H2O(l)

Mula-mula : 0,01 0,02 - -

Reaksi : 0,01 0,01 0,01 0,01

Sisa : - 0,01 0,01 0,01

Pasangan NaOH dan CH3COOH dapat membentuk larutan penyangga karena terdapat sisa asam lemah (CH3COOH) dan garamnya (CH3COONa).

Larutan 2) dan 4)

Pasangan antara NaOH dan NH3 tidak dapat membentuk larutan penyangga karena merupakan campuran dari basa kuat dengan basa lemah.

Larutan 3) dan 5)

(4)

Pasangan antara CH3COOH dan HCl tidak dapat membentuk larutan penyangga karena merupakan campuran dari asam lemah dan asam kuat.

12. Jawaban : D

Larutan penyangga dalam cairan luar sel (ekstrasel) darah makhluk hidup menjaga pH darah hampir konstan, yaitu sekitar 7,4. Larutan penyangga yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup tersebut berupa asam karbonat-bikarbonat (H2CO3/HCO3-). Larutan tersebut bereaksi dengan asam dan basa menurut persamaan berikut.

Larutan penyangga CH3COOH dan CH3COO^-, NH3 dan NH4+, HCOOH dan HCOO^-, serta C5H7O4CO2H dan C5H7O4CO2- bukan merupakan larutan penyangga yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup.

13. jawaban B 14. Jawaban : C

Mol CH3COOH = = = 0,2 mol

[H+] = Ka

= 10^-5

= 2 x 10^-5

= 5 – log 2

15. CH3COOH + NaOH  CH3COONa +H2O 20mmol 10 mmol - -

10 mm0l 10 mmol 10 mmol 10mmol

10mmol 10 mmol

(D) 16. Jawaban : B

1 dan 3. Ingat bahwa suatu reaksi dapat menghasilkan larutan penyangga apabila dihasilkan sisa asam atau basa dan juga sisa garamnya.

(5)

17. Trik simple untuk menjawab soal seperti ini ialah dengan cara memperhatikan jumlah Volume atau Molaritas dari kedua senyawa yang dicampurkan, semakin jauh perbedaan jumlah volume dan molaritasnya maka semakin besar atau kecil pH yang dihasilkan. Pada kasus diatas, reaksi option C memiliki pH yang paling kecil, untuk membuktikanya silahkan sobat gunakan persamaan reaksi berikut ini :

Dengan menggunakan rumus mencari pH pada larutan penyangga, kita mendapati bahwa pH yang dihasilkan dari larutan tersebut ialah sebesar 5- log 1,5. Silahkan sobat buktikan sendiri dengan menggunakan cara yang sama.

18. Perubahan pH yang relatif kecil terjadi pada larutan IV, sehingga yang termasuk larutan penyangga adalah IV. (D)

19. Larutan penyangga dapat diperoleh dari reaksi asam lemah + basa kuat atau asam kuat + basa lemah yang di akhir reaksi tersisa asam lemahnya atau basa lemahnya

Cek reaksi pilihan 1 dan 2 apakah menyisakan asam lemah atau basa lemah:

Tersedia:

25 mL NaOH 0,1 M → 2,5 mmol 25 mL HCN 0,2 M → 5 mmol Reaksinya:

Nampak tersisa HCN sebanyak 2,5 mmol yang berarti terbentuk larutan penyangga.

20. Data:

200 mL larutan HCOOH 0,1 M → 20 mmol

50 mL larutan NaOH 0,2 M → 10

mmol

Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

(6)

Tersisa 10 mmol HCOOH dan 10 mmol HCOONa Sehingga [H⁺] nya

Terakhir, pH larutan adalah:

pH = − log [H⁺] = − log (2 × 10⁻⁴)

= 4 − log2 = 4 − 0,3

= 3,7 21. Data:

100 mL NH4OH 0,1 M → 10 mmol 100 mL NH4Cl 0,1 M → 10 mmol [OH⁻] dan pOH nya:

pH larutan = 14 − 5

= 9

22. Asam-asam maupun basa yang terlibat memiliki valensi yang sama, satu. Tinggal dilihat dari masing-masing campuran perbandingan molnya untuk melihat ada tidaknya sisa dari asam lemah atau basa lemahnya.

(7)

Jawab 2 dan 4.

23. Jawaban : D Penyelesaian :

mol CH3COOH = 800 x 0,1 = 80 mmol mol CH3COONa = 400 x 0,1 = 40 mmol [ H⁺ ] = Ka .na/nbk

= 1,8 x 10^-5 x( 80/40)

= 3,6 x 10 ^-5

pH = -log 3,6 x 10 ^-5

= 5 – log 3,2 24. Jawaban : B

Penyelesaian :

mol NH3 = 400 x 0,5 = 200 mmol mol NH4Cl = 100 x 0,5 = 50 mmol [OH^–] = 1,8 x10 ^-5 x(200/50) = 7,2 x 10 ^-5

pOH = – log 7,2 x 10 ^-5 = 5 – log 7,2 pH = 14 – (5-log 7,2) = 9 + log 7,2 25. Jawaban : B

Penyelesaian :

mol CH3COOH = 50 x 1 = 50 mmol mol CH3COONa = 50 x 1 = 50 mmol mol HCl = 1 x 1 = 1 mmol

CH3COONa + HCl —> CH3COOH + NaCl

M 50 1 50-

B 1 1 1 1

___________________________ –

S 49 - 51 1

(8)

Jadi pH = -log (1,8 x 10^-5 x 51/49)

= -log 1,87 x 10^-5 = 5 – log 1,87 26. Penyelesaian : (A)

Mol CH3COOH (asam asetat) = 200/1000 L x 0,4 M = 0,08 mol Mol NaOH = 100/1000 L x 0,4 M = 0,04 mol CH3COOH + NaOH —> CH3COONa + H2O

M 0,08 0,04 - -

B 0,04 0,04 0,04 0,04 _____________________________–

S 0,04 - 0,04 0,04

pH = pKa – log a/g

pH = -log 10^-5 –log 0,04/0,04 = -log 10^-5

= 5 27. Penyelesaian :

mol NH3 = 100 mL x 0,2 mmol/mL = 20 mmol mol NH4Cl = 50 mL x 0,25 mmol/mL = 200 mmol pOH = pKb – log b/g

pOH = -log 10^-5 – log 20/200 = 5 – log 0,1

= 5 + 1 = 6

pH = 14 – 6 = 8 (E)

28. Larutan penyangga terbentuk dari reaksi antara asam lemah dengan basa kuat atau basa lemah dengan asam kuat di mana jumlah mol dari asam lemah atau basa lemah lebih besar. Mari kita periksa satu-satu.

1. CH3COOH : asam lemah, n = 25 × 0,1 = 2,5 2. NaOH : basa kuat, n = 25 × 0,1 = 2,5 3. KOH : basa kuat, n = 25 × 0,1 = 2,5 4. NH4OH : basa lemah, n = 25 × 0,3 = 7,5 5. HCl : asam kuat, n = 25 × 0,2 = 0,5

CH3COOH yang bersifat asam lemah dapat membentuk larutan penyangga dengan NaOH maupun KOH yang bersifat basa kuat, tetapi karena jumlah mol-nya sama, reaksi tersebut akan mengalami hidrolisis.

NH4OH yang bersifat basa lemah dapat membentuk larutan buffer dengan asam kuat HCl, apalagi jumlah mol NH4OH lebih besar. Kelebihan mol tersebut akan membentuk larutan penyangga dengan garam yang terbentuk dari reaksi tersebut.

Jadi, pasangan yang dapat membentuk larutan dapar adalah larutan nomor 4 dan 5 (E).

(9)

29. Larutan tersebut adalah larutan penyangga yang terbentuk dari asam lemah (CH3COOH) dan garamnya (CH3COONa). Perumusan untuk larutan penyangga tersebut adalah:

dengan:

na = mol asam lemah CH3COOH = gr/Mr

= 6/60 = 0,1

ng = mol garam CH3COONa = 0,1

Dengan demikian, diperoleh:

= 10^–5 pH = − log [H⁺] = − log 10^–5 = 5

Jadi, pH larutan penyangga tersebut adalah 5 (B).

30. Larutan penyangga adalah larutan yang berfungsi untuk mempertahan pH dari penambahan sedikit asam, sedikit basa, atau pengenceran.

Pada soal di atas, asam asetat atau CH3COOH yang bersifat asam lemah dititrasi oleh NaOH yang bersifat basa kuat. Pada awal titrasi, asam asetat cenderung mempertahankan pH-nya.

Tetapi jika titrasi dilanjutkan maka asam asetat sudah tidak dapat lagi mempertahankan pH- nya. pH-nya akan semakin naik sampai menjadi basa.

Jadi, kurva yang merupakan larutan penyangga adalah kurva awal titrasi yang cenderung mendatar, yaitu Q (E).

31. Larutan penyangga alami yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup adalah penyangga karbonat, yaitu H2CO3 dan HCO3−. Larutan penyangga ini berfungsi untuk mempertahankan pH darah sekitar 7,4. pH darah tidak boleh turun di bawah 7,0 atau naik di atas 7,8.

Jadi opsi jawaban yang benar adalah (D).

32. Hitung terlebih dahulu mol CH3COOH = 200 mL x 0,3 M = 60 mmol Hitung mol CH3COONa = 300 mL x 0,2 M = 60 mmol

Hitung mol basa konjugat CH3COO- = 60 mmol Menghitung [H+]:

[H+] = Ka x (nasam / nbasa kunjugat) [H+] = 10^-5x (60 / 60)

[H+] = 10^-5 pH = - log 10^-5= 5 Jawaban: E

(10)

33. Hitung terlebih dahulu mol HCOOH = 0,2 M x 200 mL = 40 mmol Hitung [H+]:

pH = - log [H+]

4 = - log [H+]

[H+] = 10^-4 Persamaan reaksi:

NaOH (aq) + HCOOH (aq) ---> HCOONa (aq) + H2O (aq) Mula x 40

Bereaksi x x x

________________________________________________

Set. reaksi 0 40 - x x

Jadi sisa HCOOH = (40 - x) mmol dan HCOONa = x mmol Menentukan nilai x:

[H+] = Ka x (nasam / nbasa kunjugat) 10^-4= 10^-4x (40 - x / x)

x = 40 - x 2x = 40

x = 40 / 2 = 20 mmol = 0,02 mol Jadi massa NaOH yang diperlukan:

massa NaOH = mol x Mr = 0,02 x 40 = 0,8 gram Jawaban: C

34. mol HCN = 200 mL x 0,2 M = 40 mmol mol NaCN = 100 mL x 0,2 M = 20 mmol mol basa konjugat CN- = 20 mmol Menghitung [H+]

[H+] = Ka x (nasam / nbasa kunjugat) [H+] = 10^-5 x (40 / 20)

[H+] = 10^-5 x 2

pH = - log 10^-5 x 2 = 5 - log 2 (A) 35. mol CH3COOH = 800 x 0,1 = 80 mmol

mol CH3COONa = 400 x 0,1 = 40 mmol [ H⁺ ] = Ka .na/nbk

= 1,8 x 10^-5 x( 80/40)

= 3,6 x 10 ^-5

pH = -log 3,6 x 10 ^-5

(11)

= 5 – log 3,2 (A) 36. D

37. 50 mL NH3 0,1 M + 100 mL NH4Cl 0,5 M mol NH3 = 50 mL × 0,1 mmol/mL = 5 mmol mol NH4Cl = 100 mL × 0,5 mmol/mL = 50 mmol pOH = pKb – log

pOH = 5 – log pOH = 5 – log 0,1 pOH = 5 +1 = 5

pH = 14 – pOH = 14

– 6 = 8 (A)

38. 50 mL CH3COOH

0,1 M + 50 mL

NaCH3COO 0,1 M mol CH3COOH = 50

mL × 0,1 mmol/mL= 5

mmol

mol

NaCH3COO

= 50 mL × 0,1 mmol/mL= 5 mmol pH = pKa – log

pH = – log 1,8 × 10^–5 – log pH = – log 1,8 × 10^–5 pH = 5 – log 1,8 = 4,75 (B)

39. Larutan yang merupakan larutan penyangga mempunyai ciri harga pH yang tidak berubah secara signifikan meskipun ditambah sedikit asam, sedikit basa, atau diencerkan. Dengan demikian, larutan yang merupakan larutan penyangga adalah larutan B dan C. Larutan A, D dan E mengalami perubahan pH yang cukup besar setelah ditambah sedikit asam atau sedikit basa sehingga bukan termasuk larutan penyangga. (B)

40. Jawaban : A

(12)

Larutan penyangga dapat diperoleh dari reaksi asam lemah + basa kuat atau asam kuat + basa lemah yang di akhir reaksi tersisa asam lemahnya atau basa lemahnya

Tersedia:

.

41. Data:

100 mL NH4OH 0,1 M → 10 mmol 100 mL NH4Cl 0,1 M → 10 mmol

[OH−] dan pOH nya:

pH larutan = 14 − 5

= 9

42. Data:

100 mL HCOOH 0,3 M → 30 mmol

100 mL larutan KOH 0,1 M → 10 mmol

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Tersisa 20 mmol HCOOH dan 10 mmol HCOOK Sehingga [H+] nya

(13)

Terakhir, pH larutan adalah:

pH = − log [H+] = − log (4 × 10−4) = 4 − log 4 43. Jawaban : A

Larutan penyangga dapat diperoleh dari reaksi asam lemah + basa kuat atau asam kuat + basa lemah yang di akhir reaksi tersisa asam lemahnya atau basa lemahnya

Tersedia:

44. → Sama dengan cara sebelumnya, untuk menjawab soal seperti ini kita buat dulu persamaan reaksinya seperti ini :

Lalu gunakan rumus mencari pH pada larutan penyangga, cek masing-masing reaksi diatas dengan menggunakan rumus tersebut. Saya mendapati bahwa reaksi yang akan menghasilkan larutan penyangga dengan pH tertinggi ialah reaksi pada option E yang memiliki pH sebesar 9 + log 5

45. Jawaban : D

Larutan penyangga dalam cairan luar sel (ekstrasel) darah makhluk hidup menjaga pH darah hampir konstan, yaitu sekitar 7,4. Larutan penyangga yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup tersebut berupa asam karbonat-bikarbonat (H2CO3/HCO3-).

Larutan tersebut bereaksi dengan asam dan basa menurut persamaan berikut.

(14)

Larutan penyangga CH3COOH dan CH3COO^-, NH3 dan NH4+, HCOOH dan HCOO^-, serta C5H7O4CO2H dan C5H7O4CO2- bukan merupakan larutan penyangga yang terdapat dalam cairan ekstrasel makhluk hidup.

46. Jawaban B 47. Jawaban : C

Mol CH3COOH =

= =

^{0,2 mol}

[H+] = Ka

= 10^-5

= 2 x 10^-5

= 5 – log 2

48. 1 dan 3. Ingat bahwa suatu reaksi dapat menghasilkan larutan penyangga apabila dihasilkan sisa asam atau basa dan juga sisa garamnya

49. Jawaban : C

Trik simple untuk menjawab soal seperti ini ialah dengan cara memperhatikan jumlah Volume atau Molaritas dari kedua senyawa yang dicampurkan, semakin jauh

perbedaan jumlah volume dan molaritasnya maka semakin besar atau kecil pH yang dihasilkan. Pada kasus diatas, reaksi option C memiliki pH yang paling kecil, untuk membuktikanya silahkan sobat gunakan persamaan reaksi berikut ini :

Dengan menggunakan rumus mencari pH pada larutan penyangga, kita mendapati bahwa pH yang dihasilkan dari larutan tersebut ialah sebesar 5- log 1,5. Silahkan sobat

(15)

buktikan sendiri dengan menggunakan cara yang sama 50. Ciri-ciri larutan penyangga:

- Saat ditambah sedikit air atau sedikit basa atau sedikit asam nilai pH relatif tetap, jika terjadi perubahan relatif kecil.

Yang paling mendekati adalah larutan Q dan larutan S.