Pembahasan Mendetail Soal Uraian Topik Larutan Penyangga dari OSN/KSM Kimia (Bagian-1)

Selasa, 21 Januari 2020 edit

Soal larutan penyangga (larutan bufer) soal OSK Kimia 2012:
Nilai pH darah dalam tubuh manusia dijaga dalam rentang yang sempit yaitu dari 7,35 hingga 7,45 oleh sistem bufer alami yang terdiri dari asam karbonat, H2CO3(aq) dan ion hidrogenkarbonat, HCO3(aq).


Pertanyaan:
  1. Larutan bufer yang konsentrasi H2CO3(aq) dan HCO3(aq) sama, mempunyai pH = 6,10. Hitunglah konstanta disosiasi, Ka, untuk H2CO3(aq).
  2. Hitunglah rasio (perbandingan) konsentrasi HCO3(aq) dan H2CO3(aq) dalam darah pada pH = 7,40!
  3. Apakah pH darah seseorang naik ataukah turun selama kerja fisik? Jelaskan jawaban Anda!
  4. Jelaskan dengan singkat mengapa dalam sistem bufer H2CO3(aq)/HCO3(aq) dapat menjaga pH darah!


Pembahasan Soal Larutan Penyangga OSK Kimia 2012:
  1. $\mathrm{pH = pK_a + log \dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}}\\[10pt]$
    Dalam larutan $\ce{[HCO3^{-}]}=\ce{[H2CO3]}\\[10pt]$ dimisalkan x, sementara pH diketahui 6,10.
    $\mathrm{6,10 = pK_a + log \dfrac{x}{x}}\\[10pt]$
    $\mathrm{6,10 = pK_a + log~1}$
    $\mathrm{6,10 = pK_a + 0}$
    $\mathrm{6,10 = pK_a}$
    $\mathrm{pK_a = 6,10}$
    $\mathrm{K_a = 10^{-6,10}}$
    $\mathrm{\therefore K_a = 7,94 \times 10^{-7}~M}$

  2. Menghitung perbandingan konsentrasi HCO3(aq) dan H2CO3(aq) ketika pH darah 7,40. pKa pada soal bagian a digunakan untuk membantu menyelesaikan soal ini.
    $\mathrm{pH = pK_a + log \dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}}\\[10pt]$
    $\mathrm{7,40 = 6,10 + log \dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}}\\[10pt]$
    $\mathrm{7,40 - 6,10 = log \dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}}\\[10pt]$
    $\mathrm{1,30 = log \dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}}\\[10pt]$
    $\mathrm{log \dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}} = 1,30}\\[10pt]$
    $\mathrm{\dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}} = 10^{1,30}}$
    $\mathrm{{\color {white}\dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}} = 19,95}$
    $\mathrm{{\color {white}\dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}} = 20}$
    $\mathrm{{\color {white}\dfrac{\ce{[HCO3^{-}]}}{\ce{[H2CO3]}}} = \dfrac{20}{1}}$
    $\mathrm{\therefore \ce{[HCO3^{-}]} : \ce{[H2CO3]} = 20 : 1}$

  3. Selama aktivitas fisik, konsentrasi CO2 dalam darah meningkat, sebagai hasil peruraian H2CO3.
    Reaksi kesetimbangan:
    H2CO3(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3(aq) + H3O+(aq)
    Reaksi bergeser ke kanan, [H3O+] meningkat. Bila [H3O+] meningkat maka darah semakin bertambah asam. Semakin asam semakin rendah pH dalam darah.
    pH darah akan turun.

  4. Darah mengandung konsentrasi tinggi dari HCO3– yang bereaksi dengan H3O+ yang dihasilkan. Ingat bahwa peran larutan penyangga adalah mempertahankan pH walaupun terjadi pengenceran, penambahan sedikit asam atau basa tidak banyak mengubah pH.
     pH darah dipertahankan dalam kisaran pH sempit.


Bersambung.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

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