Soal Matematis Campuran Asam-Basa agar Mencapai pH Tertentu

Sabtu, 02 Februari 2019 edit

Soal berikut adalah soal sederhana namun menuntut detil analisis dan kemampuan mengolah persamaan matematika. Kemampuan mengkonversi nilai pH ke [H+],  [H+] ke [H2A], mengkonversi pH ke [BOH] yang akan digunakan dalam proses hitung berikutnya.



Soal:
Berapa mL larutan H2SO4 yang pH-nya 2–log 2 harus dimasukkan ke dalam 150 mL KOH yang pH-nya 12 agar diperoleh larutan campuran yang memiliki pH 3–log 5?

Penyelesaian:
Konversi pH ke [H+], [H+] ke [H2SO4]
pH = 2–log 2 → [H+] = 2×10–2 M
→ [H2SO4] = ½ [H+]
→ [H2SO4] = ½ 2×10–2 M
→ [H2SO4] = 1×10–2 M
→ [H2SO4] = 0,01 M

Konversi pH ke pOH dan [OH], [OH] ke [KOH]
pH = 12 → pOH = 2 → [OH] = 1×10–2 M
→ [KOH] = [OH]
→ [KOH] = 1×10–2 M
→ [KOH] = 0,01 M

n KOH = 150 mL × 0,01 M = 1,5 mmol

Karena pH di bawah 7 artinya H2SO4 bersisa sementara itu KOH habis bereaksi.

pH campuran (akhir) = 3–log 5 atau
[H+] = 5×10–3 M
→ [H2SO4] = ½ [H+]
→ [H2SO4] = ½ (5×10–3 M)
→ [H2SO4] = 2,5×10–3 M
→ [H2SO4= 0,0025 M

Dimisalkan volume H2SOyang harus ditambahkan/dicampurakan adalah V.

Reaksi 2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O
Awal (mmol) 1,5 0,01 V
Bereaksi (mmol) –1,5 –0,75 +0,75 +1,5
Akhir (mmol) - (0,01 V – 0,75) 0,75 1,5

Jumlah H2SO4 yang tersisa = (0,01 V – 0,75) mmol
[H2SO4] yang tersisa = (0,01 V – 0,75) mmol ÷ volume campuran H2SO4 dan KOH
2,5×10–3 M = (0,01 V – 0,75) mmol ÷ (V+150) mL
0,0025 (V+150) = 0,01 V – 0,75
0,0025 V + 0,375 + 0,75 = 0,01 V
1,125 = 0,01 V – 0,0025 V
1,125 = 0,0075 V
V = 150 mL



Hitungan untuk pembuktian:
Bila volume H2SO4 adalah 150 mL maka:
n H2SO4 = 150 mL × 0,1 M = 1,5 mmol

Reaksi 2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O
Awal (mmol) 1,5 1,5
Bereaksi (mmol) –1,5 –0,75 +0,75 +1,5
Akhir (mmol) - 0,75 0,75 1,5

[H2SO4] yang tersisa = 0,75 mmol ÷ V campuran
[H2SO4] yang tersisa = 0,75 mmol ÷ (150 + 150) mL
[H2SO4] yang tersisa = 0,75 mmol ÷ 300 mL
[H2SO4] yang tersisa = 0,0025 M

[H+] = 2 [H2SO4]
[H+] = 2 (0,0025 M)
[H+] = 0,005 M
[H+] = 5×10–3 M

pH Akhir = –log (5×10–3)
pH Akhir = 3–log 5
Terbukti.

Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info