Soal 1: Volume CH3COOH
100 mL larutan Ca(OH)2 0,1 M dicampurkan ke dalam larutan CH3COOH 0,1 M, ternyata pH campurannya = 5. Jika harga Ka asam asetat 1 × 10–5, maka volume larutan CH3COOH 0,1 M adalaha. 100 mL
b. 150 mL
c. 200 mL
d. 300 mL
e. 400 mL
Klik untuk melihat penyelesaian
Penyelesaian:
Data yang Diketahui
- Volume Ca(OH)₂ = 100 mL = 0,1 L
- Konsentrasi Ca(OH)₂ = 0,1 M
- Konsentrasi CH₃COOH = 0,1 M
- pH campuran = 5, sehingga \([H^+] = 10^{-5} \, \text{M}\)
- \( K_a \text{ CH₃COOH} = 10^{-5}, \, pK_a = 5 \)
- Cari: Volume CH₃COOH (\( V \))
Langkah 1: Reaksi Kimia
Reaksi: \(\ce{Ca(OH)2 + 2CH3COOH -> Ca(CH3COO)2 + 2H2O}\)
Ca(OH)₂ menghasilkan 2 mol OH⁻ per mol: \([\ce{OH^-}] = 2 \cdot [\ce{Ca(OH)2}]\).
Langkah 2: Hitung Mol
$$\begin{aligned} \text{Mol Ca(OH)₂} &= 0,1 \cdot 0,1 = 0,01 \, \text{mol} \\ \text{Mol OH⁻} &= 2 \cdot 0,01 = 0,02 \, \text{mol} \\ \text{Mol CH₃COOH} &= 0,1 \cdot V \end{aligned}$$Langkah 3: Setelah Reaksi
Reaksi 1:2, mol CH₃COOH bereaksi = 0,02 mol. Volume total = \((0,1 + V) \, \text{L}\).
$$\begin{aligned} \text{Mol CH₃COOH sisa} &= 0,1V - 0,02 \\ [\ce{CH3COOH}] &= \frac{0,1V - 0,02}{0,1 + V} \\ [\ce{CH3COO^-}] &= \frac{2 \cdot 0,01}{0,1 + V} = \frac{0,02}{0,1 + V} \end{aligned}$$
Langkah 4: Persamaan Henderson-Hasselbalch
$$\begin{aligned} \text{pH} &= pK_a + \log \left( \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \right) \\ 5 &= 5 + \log \left( \frac{\frac{0,02}{0,1 + V}}{\frac{0,1V - 0,02}{0,1 + V}} \right) \\ \log \left( \frac{0,02}{0,1V - 0,02} \right) &= 0 \\ \frac{0,02}{0,1V - 0,02} &= 1 \\ 0,02 &= 0,1V - 0,02 \\ 0,04 &= 0,1V \\ V &= \frac{0,04}{0,1} \\ &= 0,4 \, \text{L} = 400 \, \text{mL} \end{aligned}$$Jadi volume larutan CH₃COOH adalah 400 mL.
Soal 2: pH Campuran Ca(OH)₂ dan CH₃COOH
200 mL larutan Ca(OH)₂ 0,05 M dicampurkan ke dalam larutan CH₃COOH 0,2 M sebanyak 300 mL. Jika \( K_a \text{ CH₃COOH} = 10^{-5} \), hitung pH campuran larutan tersebut.
Klik untuk melihat penyelesaian
Penyelesaian:
Data yang Diketahui
- Volume Ca(OH)₂ = 200 mL = 0,2 L, konsentrasi = 0,05 M
- Volume CH₃COOH = 300 mL = 0,3 L, konsentrasi = 0,2 M
- \( K_a = 10^{-5}, \, pK_a = 5 \)
Langkah 1: Reaksi Kimia
Reaksi: \(\text{Ca(OH)}_2 + 2\text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{Ca(CH}_3\text{COO)}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\)
Ca(OH)₂ menghasilkan 2 mol OH⁻ per mol.
Langkah 2: Hitung Mol
$$\begin{aligned} \text{Mol Ca(OH)}_2 &= 0,2 \cdot 0,05 = 0,01 \, \text{mol} \\ \text{Mol OH}^- &= 2 \cdot 0,01 = 0,02 \, \text{mol} \\ \text{Mol CH}_3\text{COOH} &= 0,3 \cdot 0,2 = 0,06 \, \text{mol} \end{aligned}$$Langkah 3: Setelah Reaksi
Mol CH₃COOH bereaksi = 0,02 mol. Volume total = \((0,2 + 0,3) = 0,5 \, \text{L}\).
$$\begin{aligned} \text{Mol CH}_3\text{COOH sisa} &= 0,06 - 0,02 = 0,04 \, \text{mol} \\ [\text{CH}_3\text{COOH}] &= \frac{0,04}{0,5} = 0,08 \, \text{M} \\ [\text{CH}_3\text{COO}^-] &= \frac{2 \cdot 0,01}{0,5} = 0,04 \, \text{M} \end{aligned}$$Langkah 4: Persamaan Henderson-Hasselbalch
$$\begin{aligned} \text{pH} &= pK_a + \log \left( \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \right) \\ &= 5 + \log \left( \frac{0,04}{0,08} \right) \\ &= 5 + \log(0,5) \\ &\approx 5 - 0,301 \\ &\approx 4,70 \end{aligned}$$Jadi pH campuran adalah 4,70.
Soal 3: Volume Larutan Ca(OH)₂
Larutan Ca(OH)₂ 0,08 M sebanyak \( V \) mL dicampurkan ke dalam 250 mL larutan CH₃COOH 0,12 M. Jika pH campuran = 5,2 dan \( K_a \text{ CH₃COOH} = 10^{-5} \), hitung volume larutan Ca(OH)₂.
Klik untuk melihat penyelesaian
Penyelesaian:
Data yang Diketahui
- Volume CH₃COOH = 250 mL = 0,25 L, konsentrasi = 0,12 M
- Volume Ca(OH)₂ = \( V \) mL, konsentrasi = 0,08 M
- pH = 5,2, \( K_a = 10^{-5}, \, pK_a = 5 \)
Langkah 1: Hitung Mol
$$\begin{aligned} \text{Mol CH}_3\text{COOH} &= 0,25 \cdot 0,12 = 0,03 \, \text{mol} \\ \text{Mol Ca(OH)}_2 &= 0,08 \cdot \frac{V}{1000} = 0,00008V \\ \text{Mol OH}^- &= 2 \cdot 0,00008V = 0,00016V \end{aligned}$$Langkah 2: Setelah Reaksi
Mol OH⁻ bereaksi = 0,03 mol. Volume total = \((0,25 + \frac{V}{1000}) \, \text{L}\).
$$\begin{aligned} [\text{CH}_3\text{COO}^-] &= \frac{0,03}{0,25 + \frac{V}{1000}} \\ [\text{CH}_3\text{COOH}] &= \frac{0,00008V - 0,015}{0,25 + \frac{V}{1000}} \end{aligned}$$Langkah 3: Persamaan Henderson-Hasselbalch
$$\begin{aligned} \text{pH} &= pK_a + \log \left( \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \right) \\ 5,2 &= 5 + \log \left( \frac{\frac{0,03}{0,25 + \frac{V}{1000}}}{\frac{0,00008V - 0,015}{0,25 + \frac{V}{1000}}} \right) \\ \log \left( \frac{0,03}{0,00008V - 0,015} \right) &= 0,2 \\ \frac{0,03}{0,00008V - 0,015} &= 1,584893 \\ 0,03 &= 1,584893 \cdot (0,00008V - 0,015) \\ 0,03 &= 0,00012679144V - 0,023773395 \\ 0,053773395 &= 0,00012679144V \\ V &\approx 424,06 \, \text{mL} \end{aligned}$$Jadi volume larutan Ca(OH)₂ adalah 424 mL.
Soal 4: Konsentrasi Ion Ca²⁺ dalam Campuran
150 mL larutan Ca(OH)₂ 0,02 M dicampurkan ke dalam larutan CH₃COOH dengan volume \( V \) mL dan konsentrasi 0,15 M. Jika pH campuran = 4,8 dan \( K_a \text{ CH₃COOH} = 10^{-5} \), hitung konsentrasi ion Ca²⁺ dalam campuran.
Klik untuk melihat penyelesaian
Penyelesaian:
Data yang Diketahui
- Volume Ca(OH)₂ = 150 mL = 0,15 L, konsentrasi = 0,02 M
- Volume CH₃COOH = \( V \) mL, konsentrasi = 0,15 M
- pH = 4,8, \( K_a = 10^{-5}, \, pK_a = 5 \)
Langkah 1: Hitung Mol
$$\begin{aligned} \text{Mol Ca(OH)}_2 &= 0,15 \cdot 0,02 = 0,003 \, \text{mol} \\ \text{Mol OH}^- &= 2 \cdot 0,003 = 0,006 \, \text{mol} \\ \text{Mol CH}_3\text{COOH} &= 0,15 \cdot \frac{V}{1000} = 0,00015V \end{aligned}$$Langkah 2: Setelah Reaksi
Mol CH₃COOH bereaksi = 0,006 mol. Volume total = \((0,15 + \frac{V}{1000}) \, \text{L}\).
$$\begin{aligned} \text{Mol CH}_3\text{COOH sisa} &= 0,00015V - 0,006 \\ [\text{CH}_3\text{COOH}] &= \frac{0,00015V - 0,006}{0,15 + \frac{V}{1000}} \\ [\text{CH}_3\text{COO}^-] &= \frac{2 \cdot 0,003}{0,15 + \frac{V}{1000}} = \frac{0,006}{0,15 + \frac{V}{1000}} \end{aligned}$$
Tidak ada komentar:
Posting Komentar