Penambahan Asam/Basa Kuat pada Larutan Penyangga (Buffer)

Contoh soal terkait dengan komponen zat apa saja yang memungkinkan terjadinya larutan penyangga (buffer).
 
Pasangan zat berikut ini yang jika dicampurkan akan berpeluang menghasilkan larutan bufer adalah ....
(1) CH₃COOH (aq) + NaOH(aq)
(2) CH₃COONa (aq) + HCl(aq)
(3) NH₃(aq) + HCl(aq)
(4) NH₄Cl(aq) + NaOH(aq)

---

Penambahan asam kuat pada larutan penyangga

Soal #1:
Berapakah pH setelah penambahan 0,002 mol HCl pada 100 mL larutan penyangga yang terdiri dari 0,50 M CH₃COOH dan 0,50 M CH₃COONa ?

Pembahasan Soal #1:

HCl akan bereaksi dengan CH₃COONa:
CH₃COONa + HCl → CH₃COOH + NaCl

Atau jika disingkat menjadi:
CH₃COO^– + H⁺ ⇌ CH₃COOH

Berdasar pada perbandingan koefisien persamaan reaksi setara (1:1) maka:
0,002 mol CH₃COONa bereaksi dengan 0,002 mol HCl menghasilkan 0,002 mol CH₃COOH. (⟶jumlah mol CH₃COOH setelah penambahan 0,002 mol HCl)

Jumlah mol CH₃COOH pada larutan penyangga sebelum ditambahkan HCl
= 0,1 L × 0,50 M= 0,05 mol

Total jumlah mol CH₃COOH sebelum dan sesudah penambahan 0,002 mol HCl = 0,052mol

Konsentrasi CH₃COOH akhir = 0,052 mol / 0,1 L = 0,52 M

Jumlah mol CH₃COONa dalam larutan penyangga (sebelum penambahan HCl)
= 0,1 L × 0,50 M= 0,05 mol

Sebanyak 0,002 mol CH₃COONa yang telah bereaksi dengan HCl,
CH₃COONa yang tersisa (tidak bereaksi dengan HCl = 0,05 – 0,002 = 0,048 mol 
Konsentrasi CH₃COONa akhir = 0,048 mol / 0,1 L = 0,48 M

pKa CH₃COOH = 4.76

pH = pKa + log([garam]/[asam])
pH = 4,76 + log (0,48/0,52)
pH = 4,76 +log 0,923
pH = 4,76 + (– 0,03)
pH = 4,73

---

Penambahan basa kuat pada larutan penyangga
Soal #2:
Berapakah pH campuran 30 mL CH₃COONa 0,1 M dan 15 mL HCl 0,1 M?
Berapakah pH campuran tersebut setelah ditambahkan 5 ml NaOH 0,1 M?

Pembahasan Soal #2:

Jumlah mol CH₃COONa = 0,03 L × 0,1 M = 0,003 mol
Jumlah mol HCl = 0,015 L × 0,1 M = 0,0015 mol

Ketika CH3COONa dan HCl dicampurkan, H⁺ dari HCl akan terjadi reaksi:
CH₃COO^– + H⁺ ⇌ CH3COOH

Perbandingan molar antara ion CH₃COO^– dengan ion H⁺ adalah 1:1, oleh karena itu HCl bertindah sebagai pereaksi pembatas.
Jumlah mol asam asetat yang terbentuk akan sama dengan mol HCl = 0,0015 mol
Jumlah mol ion asetat (garam) yang tersisa ⟶ 0,003 – 0,0015 = 0,0015 mol

Jadi pada saat akhir terdapat asam lemah CH₃COOH dan basa konjugasinya (garam) membentuk larutan penyangga.

pH = pKa + log([garam]/[asam])
pH = 4,76 + log(0,0015/0,0015)
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76

Penambahan basa kuat NaOH akan menetralkan ion H⁺ (pada CH₃COOH hasil reaksi campuran CH₃COONa + HCl di atas) dan menghasilkan ion CH₃COO^–

CH₃COOH + NaOH ⟶ CH3COONa + H₂O

Jumlah mol NaOH ⟶ 0,005 L x 0,1 M = 0,0005 mol
Perbandingan molar pada reaksi tersebut adalah 1:1, jumlah mol NaOH = jumlah mol CH₃COO^–
Jumlah mol CH₃COO^– = jumlah mol NaOH = 0,0005 mol

Ingat jumlah mol CH₃COOH sebelumnya (dari reaksi campuran awal) = 0,0015 mol

Jumlah mol CH₃COOH yang tersisa ⟶ 0,0015 mol – 0,0005 = 0,001 mol

Total jumlah mol CH₃COO^– ⟶ 0,0005 mol + 0,0015 mol = 0,0020 mol

pH = 4,76 + log(0,0020/0,001)
pH = 4,76 + log 2
pH = 4,76 + 0,30
pH = 5,06

---

Dari 2 pembahasan soal tersebut dapat dipahami bahwa komponen zat pada alternatif jawaban soal SBMPTN tersebut keempat-empatnya berpeluang membentuk larutan penyangga.

Advertiser