Permainan Matematika dalam Penentuan pH Larutan

Sabtu, 08 Februari 2020 edit

Dalam menyelesaikan soal hitungan pH kadang dijumpai pilihan jawaban yang tidak semestinya, pH dinyatakan sebagai persamaan logaritma dengan sedikit memainkan matematika. Semestinya tidak perlu begitu, fokus mempelajari kimia harusnya tidak ke hal bersifat matematis. Apa boleh buat soal seperti itu toh harus diselesaikan. Berikut ini pola-pola yang mesti diperhatikan menghadapi soal-soal semacam itu.

Soal-1
Sebanyak 100 mL larutan NH4OH 0,01 M dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi 100 mL larutan HCl 0,01 M. Jika Kb NH4OH = 1×10–5, pH larutan campuran yang terbentuk sebesar ......
A. 6,5 – log 7,1
B. 6,5 + log 7,1
C. 5,5 – log 7,1
D. 5,5 + log 7,1
E. 4,0 + log 7,1

Pembahasan permainan matematika soal-1:
Reaksi NH4OH + HCl NH4Cl + H2O
Awal 100 mL × 0,01 M
= 1 mmol
100 mL × 0,01 M
= 1 mmol
- -
Bereaksi -1 mmol -1 mmol +1 mmol
Keset. 0 0 1 mmol

Basa lemah (NH4OH) bereaksi habis dengan asam kuat (HCl) membentuk garam yang bersifat asam, karena kation dari basa lemah dapat bereaksi kembali OH dalam H2O. pH campuran tersebut akan berada di bawah 7 (bersifat asam)

Perhitungan menggunakan pH garam terhidrolisis sebagain dari basa lemah dan asam kuat
pH = ½ (14 – pKb NH4OH – log [NH4Cl])

pKb NH4OH = –log Kb NH4OH
pKb NH4OH = –log 10–5
pKb NH4OH = 5

V campuran = V NH4OH + V HCl
V campuran = 100 mL + 100 mL
V campuran = 200 mL

[NH4Cl] = $\mathsf{\dfrac{n~NH_4Cl}{V~campuran}}\\[10 pt]$
[NH4Cl] = $\mathsf{\dfrac{1~mmol}{200~mL}}\\[10 pt]$
[NH4Cl] = $\mathsf{5\times 10^{-3}M}$

log [NH4Cl] = log (5 × 10–3) = –3 + log 5

pH = ½ (14 – pKb – log [NH4Cl])
pH = ½ (14 – 5 – (–3 + log 5))
pH = ½ (14 – 5 + 3 – log 5)
pH = ½ (12 – log 5)
pH = 6 – ½log 5
pH = 6 – log 5½
pH = 6 – log √5
pH = 6 – log 2,236
pH = 6 – 0,350
pH = 5,650

Proses dan hasil hitung pH di atas sudah benar, tetapi pembuat soal menginginkan solusi lain. Tampak dalam opsi yang tersedia diharapkan hasil perhitungan berbeda, karena dari proses hitung normal tidak satupun yang melibatkan nilai log 7,1. Inilah permainan matematika-nya.
Log 7,1 = log √50

Permainan matematika dimulai dari ⇨ pH = ½ (12 – log 5)
pH = ½ (12 – log 5)
ppH = ½ (13 – 1 – log 5)
pH = ½ (13 – log 10 – log 5)
pH = ½ (13 – (log 10 + log 5)
ingat log (a.b) = log a + log b
pH = ½ (13 – (log 50)
pH = ½ .13 – ½(log 50)
ingat a.log b = log ba
pH = 6,5 – log 50½
pH = 6,5 – log √50
pH = 6,5 – log 7,071
pH = 6,5 – log 7,10

Soal-2
Jika diketahui Ka CH3COOH = 10–5, maka pH larutan Ca(CH3COO)2 0,1 M adalah .....
A. 5
B. 5 – log 1,4
C. 9
D. 9 – log 1,4
E. 9 + log 1,4

Pembahasan permainan matematika soal-2:
Reaksi hidrolisis:
Ca(CH3COO)2 + 2H2O ⇌ 2CH3COOH + Ca2+ + 2OH
Dalam garam tersebut anion dari asam lemah berjumlah 2 maka rumus yang digunakan
pH = ½ (14 + pKa CH3COOH + log ([Ca(CH3COO)2]))

pKa CH3COOH = – log Ka CH3COOH
pKa CH3COOH = – log 10–5
pKa CH3COOH = 5

log ([Ca(CH3COO)2])) = log (2×0,1)
log (2×[Ca(CH3COO)2])) = log 0,2

pH = ½ (14 + pKa CH3COOH + log ([Ca(CH3COO)2]))
pH = ½ (14 + 5 + log 0,2)
pH = ½ (19 + log 0,2)

ubah persamaan logaritma agar sesuai pilihan tersedia
log 1,4 = log √2

pH = ½ (18 + 1 + log 0,2)
pH = ½ (18 + log 10 + log 0,2)
ingat log (a.b) = log a + log b
pH = ½ (18 + log (10×0,2))
pH = ½ (18 + log 2)
pH = ½ .18 + ½ log 2
ingat a.log b = log ba
pH = 9 + log 2½
pH = 9 + log √2
pH = 9 + log 1,41
atau
pH = 9 + 0,150
pH = 9,150

Akan ditambahkan variasi soal kemudian.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2020 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info