Cara Menghitung PH Larutan NaCN, (NH4)2SO4, Dan Campuran CH3COOH Dengan NaOH

by ADMIN 77 views

Pendahuluan

Hi guys! Kali ini kita akan membahas cara menghitung pH dari berbagai jenis larutan. pH itu penting banget dalam kimia karena menunjukkan tingkat keasaman atau kebasaan suatu larutan. Kita akan bedah tiga contoh soal yang sering muncul, yaitu larutan NaCN, (NH4)2SO4, dan campuran CH3COOH dengan NaOH. Siap? Yuk, kita mulai!

A. Menghitung pH Larutan NaCN 0,01 M (Ka HCN = 10⁻¹⁰)

Dalam soal ini, kita diminta untuk menghitung pH larutan NaCN. NaCN ini adalah garam yang terbentuk dari asam lemah (HCN) dan basa kuat (NaOH). Nah, garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat akan mengalami hidrolisis parsial. Hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Dalam kasus NaCN, ion CN⁻ dari NaCN akan bereaksi dengan air (H₂O) dan menghasilkan OH⁻, yang membuat larutan menjadi basa.

Langkah-langkah Perhitungan

  1. Tentukan Konsentrasi Anion yang Terhidrolisis:

    • NaCN akan terionisasi menjadi Na⁺ dan CN⁻.
    • Konsentrasi CN⁻ sama dengan konsentrasi NaCN, yaitu 0,01 M.

  2. Hitung Konstanta Hidrolisis (Kh):

    • Karena CN⁻ adalah basa konjugasi dari asam lemah HCN, kita gunakan rumus:

      Kh = Kw / Ka

      di mana:

      • Kw adalah konstanta ionisasi air (10⁻¹⁴)
      • Ka adalah konstanta disosiasi asam HCN (10⁻¹⁰)

    • Maka, Kh = 10⁻¹⁴ / 10⁻¹⁰ = 10⁻⁴

  3. Hitung Konsentrasi OH⁻:

    • Gunakan rumus:

      [OH⁻] = √(Kh × [CN⁻])

    • [OH⁻] = √(10⁻⁴ × 0,01) = √(10⁻⁶) = 10⁻³ M

  4. Hitung pOH:

    • pOH = -log [OH⁻]
    • pOH = -log (10⁻³) = 3

  5. Hitung pH:

    • pH = 14 - pOH
    • pH = 14 - 3 = 11

Jadi, pH larutan NaCN 0,01 M adalah 11. Larutan ini bersifat basa karena pH-nya di atas 7. Gimana guys, mudah kan?

B. Menghitung pH Larutan (NH₄)₂SO₄ 0,1 M (Kb NH₃ = 2 × 10⁻⁵)

Selanjutnya, kita akan menghitung pH larutan (NH₄)₂SO₄. Garam ini terbentuk dari asam kuat (H₂SO₄) dan basa lemah (NH₃). Sama seperti NaCN, (NH₄)₂SO₄ juga akan mengalami hidrolisis parsial. Dalam kasus ini, ion NH₄⁺ dari (NH₄)₂SO₄ akan bereaksi dengan air dan menghasilkan H₃O⁺, yang membuat larutan menjadi asam.

Langkah-langkah Perhitungan

  1. Tentukan Konsentrasi Kation yang Terhidrolisis:

    • (NH₄)₂SO₄ akan terionisasi menjadi 2NH₄⁺ dan SO₄²⁻.
    • Karena setiap 1 mol (NH₄)₂SO₄ menghasilkan 2 mol NH₄⁺, maka konsentrasi NH₄⁺ adalah 2 × 0,1 M = 0,2 M.

  2. Hitung Konstanta Hidrolisis (Kh):

    • Karena NH₄⁺ adalah asam konjugasi dari basa lemah NH₃, kita gunakan rumus:

      Kh = Kw / Kb

      di mana:

      • Kw adalah konstanta ionisasi air (10⁻¹⁴)
      • Kb adalah konstanta disosiasi basa NH₃ (2 × 10⁻⁵)

    • Maka, Kh = 10⁻¹⁴ / (2 × 10⁻⁵) = 5 × 10⁻¹⁰

  3. Hitung Konsentrasi H₃O⁺:

    • Gunakan rumus:

      [H₃O⁺] = √(Kh × [NH₄⁺])

    • [H₃O⁺] = √(5 × 10⁻¹⁰ × 0,2) = √(10⁻¹⁰) = 10⁻⁵ M

  4. Hitung pH:

    • pH = -log [H₃O⁺]
    • pH = -log (10⁻⁵) = 5

Jadi, pH larutan (NH₄)₂SO₄ 0,1 M adalah 5. Larutan ini bersifat asam karena pH-nya di bawah 7. Sudah mulai paham kan, guys?

C. Menghitung pH Campuran 100 ml CH₃COOH 0,15 M dengan 150 ml NaOH 0,1 M (Ka = 10⁻⁵)

Nah, soal yang ini sedikit lebih menantang karena kita harus menghitung pH campuran antara asam lemah (CH₃COOH) dan basa kuat (NaOH). Reaksi antara asam dan basa akan menghasilkan garam dan air. Untuk menentukan pH campuran, kita perlu tahu apakah asam atau basa yang berlebih, atau apakah keduanya habis bereaksi.

Langkah-langkah Perhitungan

  1. Hitung Mol Masing-Masing Zat:

    • Mol CH₃COOH = Volume × Molaritas = 100 ml × 0,15 M = 15 mmol
    • Mol NaOH = Volume × Molaritas = 150 ml × 0,1 M = 15 mmol

  2. Tuliskan Persamaan Reaksi:

    • CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

  3. Tentukan Pereaksi Pembatas:

    • Karena mol CH₃COOH dan NaOH sama (15 mmol), keduanya habis bereaksi.
    • Reaksi ini menghasilkan garam CH₃COONa.

  4. Hitung Konsentrasi Garam yang Terbentuk:

    • Volume total campuran = 100 ml + 150 ml = 250 ml
    • Konsentrasi CH₃COONa = Mol / Volume total = 15 mmol / 250 ml = 0,06 M

  5. Hitung Konstanta Hidrolisis (Kh):

    • Karena CH₃COONa adalah garam dari asam lemah (CH₃COOH) dan basa kuat (NaOH), maka akan terjadi hidrolisis anion (CH₃COO⁻).
    • Kh = Kw / Ka = 10⁻¹⁴ / 10⁻⁵ = 10⁻⁹

  6. Hitung Konsentrasi OH⁻:

    • [OH⁻] = √(Kh × [CH₃COONa])
    • [OH⁻] = √(10⁻⁹ × 0,06) = √(6 × 10⁻¹¹) = √(60 × 10⁻¹²) ≈ 7,75 × 10⁻⁶ M

  7. Hitung pOH:

    • pOH = -log [OH⁻]
    • pOH = -log (7,75 × 10⁻⁶) ≈ 5,11

  8. Hitung pH:

    • pH = 14 - pOH
    • pH = 14 - 5,11 ≈ 8,89

Jadi, pH campuran 100 ml CH₃COOH 0,15 M dengan 150 ml NaOH 0,1 M adalah sekitar 8,89. Campuran ini bersifat basa karena pH-nya di atas 7. Keren kan, kita sudah berhasil menyelesaikan soal yang lumayan kompleks!

Ringkasan dan Kesimpulan

Okay guys, kita sudah membahas cara menghitung pH dari berbagai jenis larutan: larutan garam dari asam lemah dan basa kuat (NaCN), larutan garam dari asam kuat dan basa lemah ((NH₄)₂SO₄), dan campuran asam lemah dengan basa kuat (CH₃COOH dan NaOH). Intinya, kita perlu memahami konsep hidrolisis, konstanta hidrolisis, dan bagaimana reaksi asam-basa mempengaruhi pH larutan.

  • Larutan NaCN bersifat basa karena hidrolisis anion CN⁻ menghasilkan OH⁻.
  • Larutan (NH₄)₂SO₄ bersifat asam karena hidrolisis kation NH₄⁺ menghasilkan H₃O⁺.
  • Campuran CH₃COOH dan NaOH bersifat basa karena NaOH bereaksi dengan CH₃COOH membentuk garam CH₃COONa yang mengalami hidrolisis anion.

Semoga penjelasan ini membantu kalian memahami cara menghitung pH larutan ya! Kalau ada pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya. Semangat terus belajarnya!