Soal Perhitungan Massa NaOH untuk membuat Buffer dengan pH Tertentu

Kamis, 01 Desember 2016

Soal:
Berapa gram NaOH (massa molar 40 g/mol) harus ditambahkan ke dalam 100 mL H3PO4 0,1 M untuk membuat larutan buffer (penyangga) dengan pH 7,3?
H3PO4 , pKa1 = 2,12; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32.

Penyelesaian:
Larutan penyangga (buffer) fosfat dengan pH yang diharapkan adalah 7,3. pH buffer ini biasanya tidak jauh dari nilai pKa. pKa yang paling dekat dengan yang diharapkan adalah pKa2 dari H3PO4 yaitu 7,21. Ini berarti bahwa dalam larutan buffer tersebut akan terdiri dari NaH2PO4 dan Na2HPO4.

Pertama harus ditambahkan NaOH secukupnya (NaOH tidak boleh bersisa pada reaksi ini) hingga dapat menetralisir H+pertama dari H3PO4

Jumlah mol H3PO4 awal adalah 100 mL × 0,1 M = 0,01 mmol, dan dimisalkan massa NaOH yang dibutuhkan adalah x.

Reaksi : NaOH + H3PO4 NaH2PO4 + H2O
Awal : x/40 10 mmol - -
Bereaksi : -x/40 -10 mmol +10 mmol -
Akhir : 0 0 10 mmol -

Karena perbandingan koefisien NaOH : H3PO4 = 1 : 1 maka
x/40 = 10 mmol → x = 40 × 10 mmol = 400 mg
400 mg ini adalah massa NaOH hanya untuk menetralkan H+pertama dari H3PO4

Kedua penambahan NaOH untuk mendapatkan pH 7,3
Jumlah mol NaH2PO4 = 10 mmol didapat dari reaksi pertama akan ditambahkan lagi sejumlah NaOH (dimisalkan y) dan NaOH ini harus habis bereaksi (sebagai pereaksi pembatas) untuk terbentuk pasangan buffer Na2HPO4.

Reaksi : NaOH + NaH2PO4 Na2HPO4 + H2O
Awal : y/40 10 mmol - -
Bereaksi : -y/40 -y/40 mmol + y/40 mmol -
Akhir : 0 10 – (y/40) mmol y/40 mmol -

Campuran antara NaH2PO4 dengan Na2HPO4 inilah yang diharapkan membentuk larutan buffer dengan pH 7,3.
\begin{align}
pH_{buffer} &= pK_{a2} + log \dfrac{\sum~mol~Na_{2}HPO_{4}}{\sum~mol~NaH_{2}PO_{4}}\\
7,30 &= 7,21 + log \dfrac{y/40}{10-(y/40)}\\
7,30 – 7,21 &= log \dfrac{y/40}{10-(y/40)}\\
0,09 &= log \dfrac{y/40}{10-(y/40)}\\
10^{0,09} &=\dfrac{y/40}{10-(y/40)}\\
1,23 &= \dfrac{y/40}{10-(y/40)}\\
1,23 [10-(y/40)] &= y/40\\
(1,23 \times 10)-(1,23 \times y/40) &= y/40\\
(40 \times 12,30)-(1,23 \times y) &= y\\
492 & = 2,23 \times y\\
 y &= 220,63~mg \\
\end{align}
Jadi total massa NaOH yang harus ditambahkan adalah x + y = (400 + 220,63) mg = 620,63 mg


Soal tantangan-1:
Larutan buffer fosfat 0,20 M dengan pH 6,5, kemudian ditambahkan 0,72 mL NaOH 0,46 M ke dalam 58 mL larutan buffer tersebut. Berapakah pH larutan setelah penambahan NaOH itu? Boleh menggunakan data pKa pada soal yang di atas.

Soal tantangan-2:
Terdapat 800 mL buffer fosfat 0,050 M dengan pH 6,5. pH buffer tersebut akan dinaikkan menjadi 7,5 dengan menambahkan NaOH 6,00 M. Hitunglah volume NaOH yang diperlukan. Berapakah konsentrasi akhir larutan buffer tersebut?  Boleh menggunakan data pKa pada soal yang di atas.

Soal tantangan-3: 
Berapa volume NaOH 0,8 M yang harus ditambahkan pada 3,48 mL H3PO4 agar diperoleh buffer dengan pH 7,4? (Diketahui kemurnian H3PO4 (w/w) = 85%; densitas 1,69 g/mL; pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,2; pKa3 = 12,44)
a. 103 mL
b. 89 mL
c. 78 mL
d. 45 mL
e. 40 mL

Bagikan di

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

 
Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info