Pembahasan Soal: Konsep Asam–Basa & Perhitungan pH, Edisi 2026

Latihan soal ini mencakup konsep asam–basa Arrhenius, Brønsted–Lowry, dan Lewis, serta perhitungan pH untuk asam dan basa kuat maupun lemah.

Soal-soal dibuat untuk uji kemampuan berpikir analitis: memahami mengapa suatu spesi bersifat asam atau basa, bagaimana kesetimbangan bergeser, dan bagaimana menafsirkan data secara kuantitatif.

Untuk hasil optimal, kerjakan setiap soal secara mandiri sebelum menekan tombol Periksa. Jika jawaban salah (warna batas merah), buka pembahasan dan pastikan memahami letak kesalahannya.

Untuk soal terstruktur, tulis penyelesaian lengkap di kertas terlebih dahulu sebelum membuka pembahasan, karena proses penulisan langkah demi langkah adalah inti dari latihan soal tipe ini.

Bagian A - Pilihan Ganda

Pilih satu jawaban yang paling tepat untuk setiap soal. Klik opsi lalu tekan Periksa untuk melihat hasilnya.

Soal 1

Menurut teori Brønsted–Lowry, spesi manakah yang dapat bertindak sebagai amfoter (bersifat asam sekaligus basa)?

• A.\(\text{HCl}\)
• B.\(\text{NH}_4^+\)
• C.\(\text{HSO}_4^-\)
• D.\(\text{OH}^-\)
• E.\(\text{Na}^+\)

Pembahasan Soal 1

Spesi amfoter Brønsted–Lowry adalah spesi yang dapat mendonorkan proton (bertindak sebagai asam) sekaligus dapat menerima proton (bertindak sebagai basa).

\(\text{HSO}_4^-\) memenuhi keduanya:

Sebagai asam (donor proton):

\[ \text{HSO}_4^- \;\rightleftharpoons\; \text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \]

Sebagai basa (akseptor proton):

\[ \text{HSO}_4^- + \text{H}^+ \;\rightleftharpoons\; \text{H}_2\text{SO}_4 \]

Sedangkan opsi lain: \(\text{HCl}\) hanya asam (donor proton); \(\text{NH}_4^+\) hanya asam; \(\text{OH}^-\) hanya basa; \(\text{Na}^+\) bukan asam maupun basa Brønsted–Lowry.

✅ Jawaban: C

Soal 2

Pasangan konjugat asam–basa yang tidak tepat di bawah ini adalah …

• A.\(\text{H}_2\text{O} / \text{OH}^-\)
• B.\(\text{NH}_4^+ / \text{NH}_3\)
• C.\(\text{H}_2\text{CO}_3 / \text{HCO}_3^-\)
• D.\(\text{H}_2\text{SO}_4 / \text{SO}_4^{2-}\)
• E.\(\text{HF} / \text{F}^-\)

Pembahasan Soal 2

Pasangan asam–basa konjugat berbeda hanya satu proton (\(\text{H}^+\)).

Periksa opsi D: \(\text{H}_2\text{SO}_4\) kehilangan dua proton untuk menjadi \(\text{SO}_4^{2-}\). Basa konjugat dari \(\text{H}_2\text{SO}_4\) yang benar adalah \(\text{HSO}_4^-\) (kehilangan satu proton).

\[ \text{H}_2\text{SO}_4 \xrightarrow{-\text{H}^+} \underbrace{\text{HSO}_4^-}_{\text{basa konjugat}} \xrightarrow{-\text{H}^+} \text{SO}_4^{2-} \]

Semua opsi lain berbeda tepat satu proton, sehingga pasangannya benar.

✅ Jawaban: D

Soal 3

Nilai \(K_w\) air pada suhu 25 °C adalah \(1,0 \times 10^{-14}\). Pada suhu 60 °C, \(K_w = 9,6 \times 10^{-14}\). Pernyataan manakah yang benar mengenai air murni pada suhu 60 °C?

• A.Bersifat basa karena pH < 7
• B.Bersifat netral, tetapi pH-nya kurang dari 7
• C.Bersifat asam karena \([\text{H}^+] > [\text{OH}^-]\)
• D.pH-nya tetap 7 karena air selalu netral
• E.Nilai \(K_w\) tidak mempengaruhi pH air murni

Pembahasan Soal 3

Air murni selalu netral karena \([\text{H}^+] = [\text{OH}^-]\) (terlepas dari suhu). Tetapi pH netral tidak selalu 7.

\[ K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = [\text{H}^+]^2 = 9,6 \times 10^{-14} \] \[ [\text{H}^+] = \sqrt{9,6 \times 10^{-14}} \] \[ \begin{aligned} [\text{H}^+] &= \sqrt{9,6 \times 10^{-14}} \\ &\approx 3,10 \times 10^{-7} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \] \[ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[\text{H}^+] \\ &= -\log(3,10 \times 10^{-7}) \\ &\approx 6,51 \end{aligned} \]

pH air murni pada 60 °C ≈ 6,51, lebih kecil dari 7, namun air tetap netral karena \([\text{H}^+] = [\text{OH}^-]\). Konsep "netral = pH 7" hanya berlaku pada 25 °C.

✅ Jawaban: B

Soal 4

Larutan \(\text{HCl}\) 0,020 mol L⁻¹ diencerkan dengan air sehingga volumenya menjadi 10 kali lipat. Berapakah pH larutan setelah pengenceran?

• A.1,70
• B.2,00
• C.2,70
• D.4,00
• E.7,00

Pembahasan Soal 4

HCl adalah asam kuat, terionisasi sempurna.

\[ \begin{aligned} [\text{HCl}]_{\text{awal}} &= 0,020 \text{ mol L}^{-1} \\[4pt] [\text{HCl}]_{\text{akhir}} &= \frac{0,020}{10} = 2,0 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Karena HCl terionisasi sempurna:

\[ [\text{H}^+] = 2,0 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \] \[ \begin{aligned} \text{pH} &= -\log[\text{H}^+] \\ &= -\log(2,0 \times 10^{-3}) \\ &= 3 - \log 2,0 \\ &= 3 - 0,301 \\ &= 2,699 \approx 2,70 \end{aligned} \]

✅ Jawaban: C (pH = 2,70)

Soal 5

Asam lemah HA memiliki \(K_a = 4,0 \times 10^{-5}\) pada 25 °C. Berapakah derajat ionisasi (\(\alpha\)) larutan HA 0,10 mol L⁻¹?

• A.0,04%
• B.2,0%
• C.4,0%
• D.20%
• E.40%

Pembahasan Soal 5

Untuk asam lemah HA dengan konsentrasi \(c\) dan derajat ionisasi \(\alpha\):

\[ K_a = \frac{c\alpha^2}{1-\alpha} \approx c\alpha^2 \quad (\text{jika } \alpha \ll 1) \] \[ \begin{aligned} \alpha &= \sqrt{\frac{K_a}{c}} \\[6pt] &= \sqrt{\frac{4,0 \times 10^{-5}}{0,10}} \\[6pt] &= \sqrt{4,0 \times 10^{-4}} \\[6pt] &= 2,0 \times 10^{-2} \end{aligned} \]

Dalam persen: \(\alpha = 2,0 \times 10^{-2} \times 100\% = \mathbf{2,0\%}\)

Validasi aproksimasi: \(\alpha = 2\%\) jauh lebih kecil dari 5%, aproksimasi valid.

✅ Jawaban: B

Soal 6

Larutan asam lemah monoprotik HX 0,050 mol L⁻¹ mempunyai pH = 3,15. Berapakah nilai \(K_a\) asam tersebut?

• A.\(1,0 \times 10^{-5}\)
• B.\(2,5 \times 10^{-5}\)
• C.\(5,0 \times 10^{-5}\)
• D.\(1,0 \times 10^{-4}\)
• E.\(7,1 \times 10^{-4}\)

Pembahasan Soal 6

\[ \begin{aligned} [\text{H}^+] &= 10^{-\text{pH}} = 10^{-3,15} \approx 7,08 \times 10^{-4} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Persamaan kesetimbangan: \(\text{HX} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{X}^-\)

\[ \begin{aligned} [\text{H}^+] &= [\text{X}^-] = 7,08 \times 10^{-4} \\[4pt] [\text{HX}]_{\text{sisa}} &= 0,050 - 7,08 \times 10^{-4} \approx 0,04929 \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] K_a &= \frac{[\text{H}^+][\text{X}^-]}{[\text{HX}]} \\[6pt] &= \frac{(7,08 \times 10^{-4})^2}{0,04929} \\[6pt] &= \frac{5,01 \times 10^{-7}}{0,04929} \\[6pt] &\approx 1,02 \times 10^{-5} \end{aligned} \]

Nilai \(K_a \approx 1,0 \times 10^{-5}\)

✅ Jawaban: A

Soal 7

Suatu basa lemah B memiliki \(K_b = 2,5 \times 10^{-6}\). Larutan B 0,40 mol L⁻¹ memiliki pH sebesar …

• A.8,50
• B.9,00
• C.9,50
• D.11,00
• E.11,50

Pembahasan Soal 7

\[ \begin{aligned} [\text{OH}^-] &= \sqrt{K_b \cdot c} \\[6pt] &= \sqrt{2,5 \times 10^{-6} \times 0,40} \\[6pt] &= \sqrt{1,0 \times 10^{-6}} \\[6pt] &= 1,0 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \] \[ \begin{aligned} \text{pOH} &= -\log(1,0 \times 10^{-3}) = 3,00 \\[4pt] \text{pH} &= 14,00 - \text{pOH} \\ &= 14,00 - 3,00 \\ &= 11,00 \end{aligned} \]

✅ Jawaban: D (pH = 11,00)

Soal 8

Pernyataan manakah yang paling tepat menjelaskan mengapa \(\text{HF}\) adalah asam lemah, sedangkan \(\text{HCl}\) adalah asam kuat, meskipun keduanya adalah asam halida?

• A.Ikatan H–F lebih panjang dari ikatan H–Cl sehingga lebih mudah putus
• B.\(\text{F}^-\) adalah basa yang lebih lemah dari \(\text{Cl}^-\) sehingga HF lebih mudah terionisasi
• C.Ikatan H–F sangat kuat dan pendek akibat ukuran F yang kecil, sehingga energi disosiasi tinggi dan ionisasi tidak sempurna
• D.HF membentuk ikatan hidrogen antar molekul yang meningkatkan keasamannya
• E.Keelektronegatifan F lebih rendah dari Cl sehingga proton lebih sulit dilepaskan

Pembahasan Soal 8

Kekuatan asam HX dipengaruhi oleh energi disosiasi ikatan H–X dan kestabilan basa konjugat X⁻.

Ikatan H–F memiliki energi disosiasi ikatan yang sangat tinggi (~570 kJ mol⁻¹) dibandingkan H–Cl (~432 kJ mol⁻¹). Hal ini karena:

• Atom F sangat kecil → tumpang tindih orbital lebih efektif → ikatan pendek dan kuat
• Energi disosiasi tinggi → lebih sulit melepaskan H⁺ → ionisasi tidak sempurna → asam lemah

Opsi B salah: \(\text{F}^-\) justru basa yang lebih kuat dari \(\text{Cl}^-\) (lebih suka mengikat H⁺ kembali), ini juga berkontribusi pada lemahnya HF sebagai asam, bukan menyebabkannya kuat. Opsi E salah: F justru memiliki keelektronegatifan lebih tinggi.

✅ Jawaban: C

Soal 9

Dua larutan asam dicampur: 25 cm³ larutan \(\text{HNO}_3\) 0,12 mol L⁻¹ dan 75 cm³ larutan \(\text{HCl}\) 0,040 mol L⁻¹. Berapakah pH campuran tersebut?

• A.1,20
• B.1,22
• C.1,52
• D.1,70
• E.2,00

Pembahasan Soal 9

Keduanya asam kuat, terionisasi sempurna. Hitung mol \(\text{H}^+\) total:

\[ \begin{aligned} n(\text{H}^+)_{\text{HNO}_3} &= 0,025 \times 0,12 = 3,0 \times 10^{-3} \text{ mol} \\[4pt] n(\text{H}^+)_{\text{HCl}} &= 0,075 \times 0,040 = 3,0 \times 10^{-3} \text{ mol} \\[4pt] n(\text{H}^+)_{\text{total}} &= 3,0 \times 10^{-3} + 3,0 \times 10^{-3} = 6,0 \times 10^{-3} \text{ mol} \end{aligned} \]

Volume total campuran:

\[ V_{\text{total}} = 25 + 75 = 100 \text{ cm}^3 = 0,100 \text{ dm}^3 \] \[ \begin{aligned} [\text{H}^+] &= \frac{6,0 \times 10^{-3}}{0,100} = 6,0 \times 10^{-2} \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] \text{pH} &= -\log(6,0 \times 10^{-2}) \\ &= 2 - \log 6,0 \\ &= 2 - 0,778 \\ &= 1,22 \end{aligned} \]

Kunci konsep: Campuran dua asam kuat, jumlahkan mol H⁺, bagi volume total.

✅ Jawaban: B

Soal 10

Nilai \(pK_a\) asam asetat (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)) adalah 4,76. Jika \(pK_a\) asam monokloroasetat (\(\text{ClCH}_2\text{COOH}\)) adalah 2,86, mengapa asam monokloroasetat lebih kuat?

• A.Atom Cl lebih besar sehingga ikatan O–H lebih mudah putus
• B.Ikatan C–Cl lebih lemah sehingga memudahkan pelepasan proton
• C.Gugus Cl meningkatkan densitas elektron pada gugus karboksilat
• D.Massa molekul relatif yang lebih besar menyebabkan ionisasi lebih mudah
• E.Efek induktif penarik elektron dari Cl menstabilkan basa konjugat \(\text{ClCH}_2\text{COO}^-\) melalui delokalisasi muatan negatif

Pembahasan Soal 10

Kekuatan asam bergantung pada kestabilan basa konjugat setelah pelepasan H⁺. Semakin stabil basa konjugat, semakin kuat asamnya.

Atom Cl bersifat elektronegatif dan memiliki efek induktif penarik elektron (−I effect). Efek ini:

• Menarik kerapatan elektron dari gugus \(\text{COO}^-\) → muatan negatif tersebar → basa konjugat lebih stabil
• Basa konjugat lebih stabil → kesetimbangan ionisasi bergeser ke kanan → \(K_a\) lebih besar → \(pK_a\) lebih kecil (2,86 < 4,76)

Opsi C salah: Cl justru menurunkan (bukan meningkatkan) densitas elektron di gugus karboksilat.

✅ Jawaban: E

Soal 11

Menurut teori Brønsted–Lowry, pernyataan yang benar tentang spesi \(\text{H}_2\text{O}\) dalam reaksi: \(\text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^-\) adalah …

• A.\(\text{H}_2\text{O}\) bertindak sebagai asam karena menerima proton
• B.\(\text{H}_2\text{O}\) bertindak sebagai basa karena mendonorkan proton
• C.\(\text{H}_2\text{O}\) bertindak sebagai basa karena menerima proton
• D.\(\text{H}_2\text{O}\) bertindak sebagai asam karena mendonorkan proton
• E.\(\text{H}_2\text{O}\) adalah spesi amfoter, tetapi dalam reaksi ini bertindak sebagai asam

Pembahasan Soal 11

Dalam reaksi \(\text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^-\), HCl mendonorkan proton (\(\text{H}^+\)) kepada \(\text{H}_2\text{O}\). \(\text{H}_2\text{O}\) menerima proton menjadi \(\text{H}_3\text{O}^+\). Menurut Brønsted–Lowry, basa adalah penerima proton. Jadi \(\text{H}_2\text{O}\) bertindak sebagai basa.

✅ Jawaban: C

Soal 12

Manakah spesi berikut yang merupakan asam Lewis?

• A.\(\text{NH}_3\)
• B.\(\text{BF}_3\)
• C.\(\text{OH}^-\)
• D.\(\text{H}_2\text{O}\)
• E.\(\text{Cl}^-\)

Pembahasan Soal 12

Asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. \(\text{BF}_3\) memiliki atom B dengan oktet tidak lengkap (hanya 6 elektron) sehingga dapat menerima pasangan elektron. \(\text{NH}_3\), \(\text{OH}^-\), \(\text{H}_2\text{O}\), \(\text{Cl}^-\) memiliki pasangan elektron bebas dan bertindak sebagai basa Lewis.

✅ Jawaban: B

Soal 13

Diketahui \(K_a\) dari tiga asam: HF (\(7,2\times10^{-4}\)), CH₃COOH (\(1,8\times10^{-5}\)), HCN (\(4,9\times10^{-10}\)). Urutan kekuatan asam dari yang paling kuat ke paling lemah adalah …

• A.HCN > CH₃COOH > HF
• B.HF > CH₃COOH > HCN
• C.HF > HCN > CH₃COOH
• D.CH₃COOH > HF > HCN
• E.CH₃COOH > HCN > HF

Pembahasan Soal 13

Semakin besar nilai \(K_a\), semakin kuat asam.
\(K_a\) HF = \(7,2\times10^{-4}\) (terbesar), CH₃COOH = \(1,8\times10^{-5}\), HCN = \(4,9\times10^{-10}\) (terkecil).
Urutan: HF > CH₃COOH > HCN.

✅ Jawaban: B

Soal 14

Dua larutan asam lemah monoprotik, HA dan HB, masing-masing memiliki konsentrasi 0,1 M. Derajat ionisasi (\(\alpha\)) HA adalah 2,0%, sedangkan derajat ionisasi HB adalah 1,0%. Berapakah perbandingan tetapan ionisasi asam \(K_a(\text{HA}) : K_a(\text{HB})\)?

• A.1 : 1
• B.2 : 1
• C.4 : 1
• D.1 : 2
• E.1 : 4

Pembahasan Soal 14

Untuk asam lemah HA dengan konsentrasi \(C\) dan derajat ionisasi \(\alpha\), berlaku \([\text{H}^+] = C\alpha\). Tetapan ionisasi:

\[\begin{aligned} K_a &= \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]} \\&= \frac{(C\alpha)(C\alpha)}{C(1-\alpha)} \\&= \frac{C\alpha^2}{1-\alpha} \end{aligned}\]

Karena \(\alpha\) kecil (\(\leq 0,05\)), maka \(1-\alpha \approx 1\), sehingga \(K_a \approx C \alpha^2\).

Perhitungan untuk HA:

\[ \begin{aligned} C &= 0,1\ \text{M}, \quad \alpha_{\text{HA}}\\& = 0,02 \\ K_a(\text{HA}) &\approx 0,1 \times (0,02)^2 \\&= 0,1 \times 0,0004 \\&= 4 \times 10^{-5} \end{aligned} \]

Perhitungan untuk HB:

\[ \begin{aligned} C &= 0,1\ \text{M}, \quad \alpha_{\text{HB}} \\&= 0,01 \\ K_a(\text{HB}) &\approx 0,1 \times (0,01)^2 \\&= 0,1 \times 0,0001 \\&= 1 \times 10^{-5} \end{aligned} \]

Perbandingan:

\[ \frac{K_a(\text{HA})}{K_a(\text{HB})} = \frac{4 \times 10^{-5}}{1 \times 10^{-5}} = 4 \]

Jadi, \(K_a(\text{HA}) : K_a(\text{HB}) = 4 : 1\).

✅ Jawaban: C

Soal 15

Pada suhu 25°C, nilai \(K_w\) air adalah \(1,0\times10^{-14}\). Pernyataan yang benar tentang air murni pada suhu tersebut adalah …

• A.\([\text{H}^+] = 10^{-7}\ \text{M}\) dan bersifat asam
• B.\([\text{OH}^-] = 10^{-7}\ \text{M}\) dan bersifat basa
• C.\([\text{H}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7}\ \text{M}\) dan bersifat netral
• D.\([\text{H}^+] = 10^{-7}\ \text{M}\), \([\text{OH}^-] = 10^{-14}\ \text{M}\)
• E.\([\text{H}^+] > [\text{OH}^-]\) karena air terionisasi menjadi \(\text{H}^+\) dan \(\text{OH}^-\)

Pembahasan Soal 15

Pada air murni, \([\text{H}^+] = [\text{OH}^-]\). Dari \(K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = 1,0\times10^{-14}\), maka \([\text{H}^+] = [\text{OH}^-] = 10^{-7}\ \text{M}\). Air murni bersifat netral.

✅ Jawaban: C

—

dari 10 soal dijawab benar

Bagian B - Soal Terstruktur

Soal Terstruktur 1

Perhatikan reaksi kesetimbangan berikut dalam air: \[\text{CH}_3\text{COOH(aq)} + \text{H}_2\text{O(l)} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^-(\text{aq}) + \text{H}_3\text{O}^+(\text{aq})\]

(a) 2 poin

Identifikasi pasangan asam-basa konjugasi menurut Brønsted–Lowry.

Pembahasan (a)

Pasangan konjugasi:
CH₃COOH (asam) dengan CH₃COO^- (basa konjugasi);
H₂O (basa) dengan H₃O⁺ (asam konjugasi).

(b) 2 poin

Tuliskan rumus tetapan kesetimbangan \(K_a\) untuk reaksi tersebut.

Pembahasan (b)

\[K_a = \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]}\]

(c) 2 poin

Jika konsentrasi awal CH₃COOH adalah 0,10 M dan derajat ionisasi (\(\alpha\)) = 1,34%, hitung nilai \(K_a\) asam asetat.

Pembahasan (c)

Derajat ionisasi 1,34% = 0,0134.

\[\begin{aligned} [\text{H}_3\text{O}^+] &= 0,10 \times 0,0134 \\&= 1,34 \times 10^{-3}\ \text{M} \\ [\text{CH}_3\text{COO}^-] &= 1,34 \times 10^{-3}\ \text{M} \\ [\text{CH}_3\text{COOH}]_{\text{setimbang}} &\approx 0,10\ \text{M} \\ K_a &= \frac{(1,34 \times 10^{-3})^2}{0,10} \\&= \frac{1,7956 \times 10^{-6}}{0,10} \\&= 1,80 \times 10^{-5} \end{aligned}\]

Soal Terstruktur 2

Suatu larutan HClO₄ 0,005 M (asam kuat) pada suhu 25°C.

(a) 2 poin

Hitung konsentrasi ion H⁺ dalam larutan.

Pembahasan (a)

HClO₄ adalah asam kuat monoprotik → terionisasi sempurna.

\[[\text{H}^+] = 0,005\ \text{M} = 5,0 \times 10^{-3}\ \text{M}\]

(b) 2 poin

Hitung pH larutan.

Pembahasan (b)

\[\begin{aligned} \text{pH} &= -\log(5,0 \times 10^{-3}) \\&= 3 - \log 5 \\&= 3 - 0,699 \\&= 2,301 \end{aligned}\]

(c) 2 poin

Hitung pOH larutan pada suhu 25°C.

Pembahasan (c)

\(K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = 1,0 \times 10^{-14}\).

\[\begin{aligned} [\text{OH}^-] &= \frac{1,0 \times 10^{-14}}{5,0 \times 10^{-3}} \\&= 2,0 \times 10^{-12}\ \text{M} \\ \text{pOH} &= -\log(2,0 \times 10^{-12}) \\&= 12 - \log 2 \\&= 12 - 0,301 \\&= 11,699 \end{aligned}\]

Atau pOH = 14 - pH = 14 - 2,301 = 11,699.

Soal Terstruktur 3

Asam lemah HA memiliki \(K_a = 2,0 \times 10^{-5}\) pada 25°C. Larutan HA 0,2 M dibuat.

(a) 2 poin

Tuliskan persamaan disosiasi HA dalam air.

Pembahasan (a)

\[\text{HA(aq)} \rightleftharpoons \text{H}^+(\text{aq}) + \text{A}^-(\text{aq})\]

atau dengan air: \(\text{HA} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+ + \text{A}^-\).

(b) 2 poin

Hitung konsentrasi ion H⁺ dalam larutan tersebut. (Gunakan pendekatan jika derajat ionisasi kecil)

Pembahasan (b)

Untuk asam lemah: \([\text{H}^+] = \sqrt{K_a \cdot C}\).

\[\begin{aligned} [\text{H}^+] &= \sqrt{(2,0 \times 10^{-5}) \times 0,2} \\&= \sqrt{4,0 \times 10^{-6}} \\&= 2,0 \times 10^{-3}\ \text{M} \end{aligned}\]

(c) 2 poin

Hitung pH larutan.

Pembahasan (c)

\[\begin{aligned} \text{pH} &= -\log(2,0 \times 10^{-3}) \\&= 3 - \log 2\\& = 3 - 0,301 \\&= 2,699 \end{aligned}\]

Soal Terstruktur 4

Larutan basa lemah MOH 0,1 M memiliki pH = 11,0 pada 25°C.

(a) 2 poin

Hitung konsentrasi ion OH^- dalam larutan.

Pembahasan (a)

pH = 11,0 → pOH = 14 - 11 = 3 → \([\text{OH}^-] = 10^{-3}\ \text{M}\).

(b) 2 poin

Hitung derajat ionisasi (\(\alpha\)) basa MOH.

Pembahasan (b)

\[\alpha = \frac{[\text{OH}^-]}{C_0} = \frac{10^{-3}}{0,1} = 0,01 = 1\%\]

(c) 2 poin

Hitung nilai \(K_b\) basa tersebut.

Pembahasan (c)

Untuk basa lemah: \(K_b = \dfrac{[\text{OH}^-]^2}{C_0}\) (pendekatan).

\[K_b = \frac{(10^{-3})^2}{0,1} = \frac{10^{-6}}{0,1} = 10^{-5}\]

Soal Terstruktur 6

Asam propanoat, \(\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH}\), adalah asam lemah monoprotic dengan \(K_a = 1,35 \times 10^{-5}\) mol L⁻¹ pada 25 °C.

(a) 2 poin

Tuliskan persamaan kesetimbangan ionisasi asam propanoat dalam air dan ungkapkan ekspresi \(K_a\)-nya.

Pembahasan (a)

Persamaan ionisasi:

\[ \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH}_{(aq)} \;\rightleftharpoons\; \text{H}^+_{(aq)} + \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COO}^-_{(aq)} \]

Ekspresi \(K_a\):

\[ K_a = \frac{[\text{H}^+][\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH}]} \]

(b) 3 poin

Hitung pH larutan asam propanoat 0,250 mol L⁻¹. Nyatakan asumsi yang Anda gunakan.

Pembahasan (b)

Asumsi: Derajat ionisasi sangat kecil sehingga \([\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH}]_{\text{sisa}} \approx c_0 = 0,250\) mol L⁻¹ (aproksimasi \(1-\alpha \approx 1\)).

\[ \begin{aligned} K_a &= \frac{[\text{H}^+]^2}{c_0} \\[6pt] [\text{H}^+]^2 &= K_a \times c_0 \\ &= 1,35 \times 10^{-5} \times 0,250 \\ &= 3,375 \times 10^{-6} \\[6pt] [\text{H}^+] &= \sqrt{3,375 \times 10^{-6}} \\ &= 1,837 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] \text{pH} &= -\log(1,837 \times 10^{-3}) \\ &= 3 - \log(1,837) \\ &= 3 - 0,264 \\ &= 2,74 \end{aligned} \]

Validasi asumsi:

\[ \alpha = \frac{1,837 \times 10^{-3}}{0,250} \times 100\% = 0,73\% \ll 5\% \checkmark \]

Aproksimasi valid. pH = 2,74

(c) 2 poin

Larutan asam propanoat pada (b) diencerkan hingga konsentrasinya menjadi 0,00250 mol L⁻¹. Tanpa menghitung ulang secara rinci, jelaskan bagaimana pH dan derajat ionisasi berubah.

Pembahasan (c)

Pengenceran 100× (dari 0,250 menjadi 0,00250 mol L⁻¹) menyebabkan:

1. pH naik (larutan menjadi kurang asam), konsentrasi \(\text{H}^+\) berkurang walaupun tidak berbanding lurus dengan pengenceran, karena kesetimbangan bergeser ke kanan.

\[ \begin{aligned} [\text{H}^+]_{\text{baru}} &= \sqrt{1,35\times10^{-5}\times 0,00250} \\ &= \sqrt{3,375\times10^{-8}}\\&= 1,837\times10^{-4} \\[8pt] \text{pH}_{\text{baru}} &= 3,74 \end{aligned} \]

pH naik dari 2,74 → 3,74 (naik sekitar 1 unit untuk pengenceran 100×, sesuai perkiraan \(\Delta\text{pH} = \tfrac{1}{2}\log 100 = 1\)).

2. Derajat ionisasi (\(\alpha\)) meningkat, saat diencerkan, kesetimbangan bergeser ke kanan (prinsip Le Chatelier), proporsi molekul yang terionisasi bertambah:

\[ \alpha_{\text{baru}} = \frac{1,837\times10^{-4}}{0,00250}\times100\% = 7,35\% \]

Dibandingkan 0,73% sebelumnya, derajat ionisasi meningkat ~10×.

(d) 2 poin

Tentukan nilai \(pK_b\) basa konjugat dari asam propanoat pada suhu 25 °C.

Pembahasan (d)

Gunakan hubungan:

\[ pK_a + pK_b = pK_w = 14,00 \quad (\text{pada } 25\,°\text{C}) \] \[ \begin{aligned} pK_a &= -\log(1,35 \times 10^{-5}) \\ &= 5 - \log 1,35 \\ &= 5 - 0,130 \\ &= 4,87 \\[6pt] pK_b &= 14,00 - 4,87 \\ &= 9,13 \end{aligned} \]

\(pK_b\) propanoat = 9,13

Soal Terstruktur 6

Asam sulfat, \(\text{H}_2\text{SO}_4\), adalah asam diprotik. Ionisasi pertamanya sempurna (asam kuat), sedangkan ionisasi keduanya memiliki \(K_{a2} = 1,20 \times 10^{-2}\) mol L⁻¹. \[ \text{H}_2\text{SO}_4 \;\rightarrow\; \text{H}^+ + \text{HSO}_4^- \] \[ \text{HSO}_4^- \;\rightleftharpoons\; \text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \quad K_{a2} = 1,20 \times 10^{-2} \]

(a) 1 poin

Tuliskan ekspresi \(K_{a2}\) untuk ionisasi kedua \(\text{H}_2\text{SO}_4\).

Pembahasan (a)

\[ K_{a2} = \frac{[\text{H}^+][\text{SO}_4^{2-}]}{[\text{HSO}_4^-]} \]

(b) 4 poin

Hitung pH larutan \(\text{H}_2\text{SO}_4\) 0,050 mol L⁻¹. Perhitungkan kontribusi ionisasi kedua secara kuantitatif.

Pembahasan (b)

Langkah 1: Ionisasi pertama (sempurna):

\[ \begin{aligned} &\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}^+ + \text{HSO}_4^- \\[4pt] &[\text{H}^+]_1 = 0,050 \text{ mol L}^{-1} \\ &[\text{HSO}_4^-]_0 = 0,050 \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Langkah 2: Ionisasi kedua: misalkan \(x\) mol L⁻¹ dari \(\text{HSO}_4^-\) yang terionisasi.

\[ \begin{aligned} K_{a2} &= \frac{(0,050 + x)(x)}{0,050 - x} = 1,20 \times 10^{-2} \end{aligned} \]

Karena \(K_{a2}\) cukup besar (\(\sim 25\%\) dari konsentrasi), tidak bisa diabaikan \(x\). Ekspansi:

\[ \begin{aligned} (0,050 + x)(x) &= 1,20 \times 10^{-2}(0,050 - x) \\ 0,050x + x^2 &= 6,0 \times 10^{-4} - 0,0120x \\ x^2 + 0,0620x - 6,0 \times 10^{-4} &= 0 \end{aligned} \]

Rumus kuadrat: \(x = \dfrac{-b + \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}\) dengan \(a=1,\ b=0,0620,\ c=-6,0\times10^{-4}\):

\[ \begin{aligned} \Delta &= (0,0620)^2 + 4(6,0 \times 10^{-4}) \\ &= 3,844 \times 10^{-3} + 2,4 \times 10^{-3} \\ &= 6,244 \times 10^{-3} \\[6pt] \sqrt{\Delta} &= 0,07902 \\[6pt] x &= \frac{-0,0620 + 0,07902}{2} \\ &= \frac{0,01702}{2} \\ &= 8,51 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Langkah 3: Konsentrasi H⁺ total:

\[ \begin{aligned} [\text{H}^+]_{\text{total}} &= 0,050 + x \\ &= 0,050 + 8,51 \times 10^{-3} \\ &= 0,05851 \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] \text{pH} &= -\log(0,05851) \\ &= -\log(5,851 \times 10^{-2}) \\ &= 2 - \log 5,851 \\ &= 2 - 0,767 \\ &= 1,23 \end{aligned} \]

pH = 1,23

Catatan: Jika ionisasi kedua diabaikan (asumsi \([\text{H}^+] = 0,050\)), pH = 1,30. Perbedaannya signifikan karena \(K_{a2}\) relatif besar.

(c) 2 poin

Prediksi apakah konsentrasi \([\text{SO}_4^{2-}]\) dalam larutan ini lebih besar, sama, atau lebih kecil dari \([\text{HSO}_4^-]\). Jelaskan berdasarkan nilai \(K_{a2}\).

Pembahasan (c)

Dari perhitungan (b):

\[ \begin{aligned} [\text{SO}_4^{2-}] &= x = 8,51 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \\[4pt] [\text{HSO}_4^-] &= 0,050 - x = 0,050 - 0,00851 = 0,04149 \text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Jadi \([\text{SO}_4^{2-}] < [\text{HSO}_4^-]\).

Penjelasan konseptual: \(K_{a2} = 1,20 \times 10^{-2}\), nilainya cukup besar (asam sedang), namun adanya \([\text{H}^+]\) yang sudah tinggi dari ionisasi pertama (efek ion sejenis) menekan ionisasi \(\text{HSO}_4^-\) ke kiri. Akibatnya, sebagian besar \(\text{HSO}_4^-\) tetap tidak terionisasi, sehingga \([\text{HSO}_4^-] > [\text{SO}_4^{2-}]\).

(d) 2 poin

Jelaskan mengapa konsep Lewis acid-base lebih luas cakupannya dibandingkan konsep Brønsted–Lowry, dan berikan satu contoh asam Lewis yang bukan asam Brønsted–Lowry.

Pembahasan (d)

Perbandingan cakupan:

• Brønsted–Lowry: asam = donor proton (H⁺). Reaksi harus melibatkan transfer H⁺.
• Lewis: asam = akseptor pasangan elektron. Tidak memerlukan proton sama sekali.

Semua asam Brønsted–Lowry adalah asam Lewis (H⁺ menerima pasangan elektron), tetapi tidak semua asam Lewis adalah asam Brønsted–Lowry.

Contoh asam Lewis yang bukan asam Brønsted–Lowry:

\[ \text{BF}_3 + \text{NH}_3 \;\rightarrow\; \text{F}_3\text{B} \leftarrow \text{NH}_3 \]

\(\text{BF}_3\) menerima pasangan elektron dari \(\text{NH}_3\) (asam Lewis), tetapi tidak mendonorkan proton apapun, bukan asam Brønsted–Lowry. Contoh lain: \(\text{AlCl}_3\), \(\text{FeCl}_3\), ion \(\text{Cu}^{2+}\).

Soal Terstruktur 7

Asam klorida (\(\text{HCl}\)) dan asam fluorida (\(\text{HF}\)) keduanya adalah asam monoprotik berhalogen, tetapi memiliki kekuatan asam yang sangat berbeda. Diketahui \(K_a(\text{HF}) = 6{,}8 \times 10^{-4}\) dan \(K_w = 1{,}0 \times 10^{-14}\) pada 25 °C.

(a) 2 poin

Dengan menggunakan konsep Brønsted–Lowry, jelaskan mengapa \(\text{HF}\) adalah asam lemah sedangkan \(\text{HCl}\) adalah asam kuat, meskipun fluorin lebih elektronegatif dari klor. Gunakan konsep energi disosiasi ikatan dan kestabilan basa konjugat dalam penjelasanmu.

Pembahasan (a)

Pertanyaan ini sering menimbulkan miskonsepsi: bukankah F lebih elektronegatif sehingga lebih mudah menarik elektron dan melepaskan H⁺? Jawabannya tidak sesederhana itu.

Kekuatan asam HX ditentukan oleh dua faktor yang saling bersaing:

• Energi disosiasi ikatan H–X: ikatan H–F sangat kuat (~570 kJ mol⁻¹) karena atom F sangat kecil sehingga tumpang tindih orbital s–p sangat efektif. Ikatan H–Cl jauh lebih lemah (~432 kJ mol⁻¹) karena Cl lebih besar. Energi disosiasi tinggi berarti proton lebih sulit terlepas.
• Kestabilan basa konjugat X⁻: ion \(\text{F}^-\) berukuran kecil, muatan negatifnya terkonsentrasi pada volume kecil sehingga kurang stabil (kurang terstabilkan oleh solvatasi dibandingkan \(\text{Cl}^-\)). Ion \(\text{Cl}^-\) lebih besar, muatan tersebar lebih luas, lebih stabil dalam larutan air.

Efek keelektronegatifan F memang melemahkan ikatan O–H pada H₂O terkoordinasi, tetapi dalam HF sendiri, efek ini dikalahkan oleh kuatnya ikatan H–F. Akibatnya ionisasi HF tidak sempurna, \(K_a\) kecil, dan HF adalah asam lemah. Sebaliknya ikatan H–Cl lebih mudah putus dan \(\text{Cl}^-\) lebih stabil, sehingga HCl terionisasi sempurna.

(b) 3 poin

Hitung pH larutan \(\text{HF}\) 0,250 mol L^-1. Nyatakan asumsi yang digunakan, lalu validasi apakah asumsi tersebut sah. Jika tidak sah, selesaikan menggunakan persamaan kuadrat.

Pembahasan (b)

Persamaan ionisasi: \(\text{HF} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{F}^-\)

Asumsi awal: derajat ionisasi \(\alpha\) kecil, sehingga \([\text{HF}]_{\text{sisa}} \approx 0{,}250\) mol L^-1.

\[\begin{aligned} [\text{H}^+] &= \sqrt{K_a \times c} \\[6pt] &= \sqrt{6{,}8 \times 10^{-4} \times 0{,}250} \\[6pt] &= \sqrt{1{,}70 \times 10^{-4}} \\[6pt] &= 1{,}304 \times 10^{-2} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Validasi:

\[\alpha = \frac{1{,}304 \times 10^{-2}}{0{,}250} \times 100\% = 5{,}2\%\]

Nilai 5,2% berada tepat di batas kelayakan aproksimasi 5%. Untuk hasil yang lebih akurat, selesaikan dengan persamaan kuadrat:

\[\begin{aligned} K_a &= \frac{x^2}{0{,}250 - x} = 6{,}8 \times 10^{-4} \\[4pt] x^2 + 6{,}8 \times 10^{-4}\,x - 1{,}70 \times 10^{-4} &= 0 \end{aligned}\] \[\begin{aligned} x &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + \sqrt{(6{,}8 \times 10^{-4})^2 + 4 \times 1{,}70 \times 10^{-4}}}{2} \\[6pt] &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + \sqrt{4{,}624 \times 10^{-7} + 6{,}80 \times 10^{-4}}}{2} \\[6pt] &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + \sqrt{6{,}805 \times 10^{-4}}}{2} \\[6pt] &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + 2{,}609 \times 10^{-2}}{2} \\[6pt] &= \frac{2{,}541 \times 10^{-2}}{2} = 1{,}271 \times 10^{-2} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\] \[\begin{aligned} \text{pH} &= -\log(1{,}271 \times 10^{-2}) \\ &= 2 - \log 1{,}271 \\ &= 2 - 0{,}104 = \mathbf{1{,}90} \end{aligned}\]

Dibandingkan aproksimasi: \(-\log(1{,}304 \times 10^{-2}) = 1{,}88\). Perbedaan kecil tetapi layak diselesaikan dengan kuadrat karena \(\alpha\) melewati 5%.

(c) 2 poin

Larutan \(\text{HF}\) 0,250 mol L^-1 diencerkan 100 kali. Tanpa menghitung secara rinci, prediksi bagaimana derajat ionisasi (\(\alpha\)) berubah dan apakah aproksimasi 5% masih valid. Kemudian hitung pH larutan setelah pengenceran untuk memverifikasi prediksimu.

Pembahasan (c)

Prediksi: Pengenceran menggeser kesetimbangan ke kanan (Le Chatelier), sehingga derajat ionisasi \(\alpha\) meningkat. Dengan konsentrasi lebih rendah, aproksimasi 5% semakin sulit dipenuhi karena \(\alpha = \sqrt{K_a/c}\) naik seiring turunnya \(c\).

Konsentrasi setelah pengenceran 100 kali:

\[c_{\text{baru}} = \frac{0{,}250}{100} = 2{,}50 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1}\]

Cek aproksimasi terlebih dahulu:

\[\alpha = \sqrt{\frac{K_a}{c}} = \sqrt{\frac{6{,}8 \times 10^{-4}}{2{,}50 \times 10^{-3}}} = \sqrt{0{,}272} = 0{,}521 = 52{,}1\%\]

Jauh melewati 5%, harus diselesaikan dengan persamaan kuadrat:

\[\begin{aligned} x^2 + 6{,}8 \times 10^{-4}\,x - 1{,}70 \times 10^{-6} &= 0 \\[6pt] x &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + \sqrt{(6{,}8\times10^{-4})^2 + 4(1{,}70\times10^{-6})}}{2} \\[6pt] &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + \sqrt{4{,}624\times10^{-7} + 6{,}80\times10^{-6}}}{2} \\[6pt] &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + \sqrt{7{,}262\times10^{-6}}}{2} \\[6pt] &= \frac{-6{,}8 \times 10^{-4} + 2{,}695 \times 10^{-3}}{2} \\[6pt] &= \frac{2{,}015 \times 10^{-3}}{2} = 1{,}008 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\] \[\begin{aligned} \text{pH} &= -\log(1{,}008 \times 10^{-3}) \\ &= 3 - \log 1{,}008 \\ &\approx 3 - 0{,}003 = \mathbf{3{,}00} \end{aligned}\]

pH naik dari 1,90 menjadi 3,00 setelah pengenceran 100 kali, bukan turun 2 unit seperti pada asam kuat (yang hanya naik 1 unit per pengenceran 10 kali). Ini karena kesetimbangan bergeser ke kanan: proporsi HF yang terionisasi meningkat drastis dari ~5% menjadi ~40%, mengkompensasi sebagian efek pengenceran.

(d) 2 poin

Larutan \(\text{NaF}\) 0,250 mol L^-1 memiliki pH di atas 7. Tanpa menghitung pH-nya, jelaskan secara konseptual mengapa hal ini terjadi dan tentukan nilai \(pK_b\) ion \(\text{F}^-\) dari data yang tersedia.

Pembahasan (d)

Ion \(\text{F}^-\) adalah basa konjugat dari asam lemah \(\text{HF}\) (\(K_a = 6{,}8 \times 10^{-4}\)). Karena \(\text{HF}\) adalah asam lemah, basa konjugatnya (\(\text{F}^-\)) memiliki afinitas yang cukup besar terhadap proton dan dapat menarik proton dari air:

\[\text{F}^-_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightleftharpoons \text{HF}_{(aq)} + \text{OH}^-_{(aq)}\]

Reaksi ini menghasilkan \(\text{OH}^-\), sehingga larutan bersifat basa dan pH > 7.

Nilai \(pK_b\) ion \(\text{F}^-\):

\[\begin{aligned} K_b(\text{F}^-) &= \frac{K_w}{K_a(\text{HF})} \\[8pt] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-14}}{6{,}8 \times 10^{-4}} \\[8pt] &= 1{,}47 \times 10^{-11} \\[8pt] pK_b &= -\log(1{,}47 \times 10^{-11}) \\ &= 11 - \log 1{,}47 \\ &= 11 - 0{,}167 = \mathbf{10{,}83} \end{aligned}\]

Nilai \(K_b\) yang sangat kecil (\(1{,}47 \times 10^{-11}\)) menunjukkan hidrolisis \(\text{F}^-\) berlangsung sangat sedikit, sehingga larutan hanya sedikit basa, tetapi tetap terukur di atas pH 7.