Larutan NH4OH 0,2 M (Kb=1,0 x 10 pangkat -5) yang volumenya 45 mL dicampur dengan larutan (NH4)2 SO4 0,05 M. Jika pH larutan setelah pencampuran adalah 9 + log3

Volume larutan (NH₄)₂SO₄ yang dibutuhkan adalah 30 mL. Volume tersebut dapat ditentukan jika mol (NH₄)₂SO₄ diketahui. Mol (NH₄)₂SO₄ dapat ditentukan menggunakan rumus penyangga. Dapat yang dapat digunakan adalah data pH dan basa lemah.

Pembahasan

Pada soal di atas diketahui beberapa data yaitu:

Basa lemah = NH₄OH (Kb = 1x 10⁻⁵)

Va = 45 mL

Ma = 0,2 M

Garam = (NH₄)₂SO₄

Mg = 0,05 M

pH = 9 + log 3

Adapun yang ditanyakan pada soal tersebutvolume dari larutan (NH₄)₂SO₄ yang dibutuhkan agar dapat terbentuk larutan dengan pH tersebut.

Volume larutan (NH₄)₂SO₄ dapat ditentukan jika diketahui data mol dari (NH₄)₂SO₄. Mol (NH₄)₂SO₄ dapat ditetukan jika dikeahui jenis system yang terbentuk ketika kedua larutan yang ada dicampurkan. Langkah awal yang perlu kalian lakukan adalah mengetahui system yang terbentuk dari campuran dua larutan tersebut untuk kemudian dapat ditentukan rumus yang tepat untuk menentukan mol (NH₄)₂SO₄ dan selanjutnya menentukan volume (NH₄)₂SO₄.

Step-1 (menentukan system yang terbentuk)

Pada soal di atas diketahui bahwa terjadi pencampuran dua larutan yaitu NH₄OH dan (NH₄)₂SO₄. NH₄OH merupakan larutan basa lemah adapun (NH₄)₂SO₄ termasuk ke dalam jenis garam. (NH₄)₂SO₄ merupakan garam yang mengandung ion konjugasi dari basa lemah NH₄OH. Campuran tersebut mememnuhi syarat untuk membentuk larutan penyangga. Larutan penyangga dapat terbentuk dari dua jenis campuran yaitu:

1) asam/ basa lemah dengan konjugasinya, contoh: HF dan NaF

2) asam/basa lemah dengan asam/basa kuat (asam + basa), untuk campuran kedua ini harus memenuhi syarat mol lemah > dari mol kuat.

Campuran yang ada pada soal merupakan campuran penyangga jenis pertama. Karena pH yang diinginkan pada soal adalah 9 + log 3, yang merupakan rentang pH basa, maka dapat dikatakan bahwa campuran tersebut merupakan campuran penyangga basa. Rumus yang dapat digunakan adalah:

[OH⁻] = Kb (n BOH/ n B⁺)

Dengan n BOH adalah mol basa lemah dan n B⁺ adalah mol konjugasi dari basa lemah.

Step-2 (Menentukan mol komponen penyangga)

Mol masing-maisng komponen penyusun penyangga dapat ditetukan menggunakan data konsentrasi dan volume yang diketahui. Dengan memisalkan volume (NH₄)₂SO₄ sebagai V, maka mol masing-masing larutan dapat ditentukan sebagai berikut:

n NH₄OH = Mb x Vb

                = 0,2 x 45

                = 9 mmol

n (NH₄)₂SO₄ = Mg x Vg

                     = 0,05 x V

                     = 0,05V mmol

Komponen yang dapat digunakan untuk menentukan pH larutan penyangga adalah komponen dari basa lemah NH₄OH dan basa konjugasi dari basa lemah tersebut yaitu NH₄⁺. Dari penghitungan tersebut dapat diketahui bahwa:  

n NH₄OH = 9 mmol

n NH₄⁺ = 2 (n (NH₄)₂SO₄) = 2 x 0,05 V = 0,1 V mmol

Kalian dapat mensubtitusikan data tersebut ke dalam rumus penyangga basa.

Final step (menentukan volume (NH₄)₂SO₄)

Volume (NH₄)₂SO₄ dapat ditentukan dengan cara mensubtitusikan data mol yang diketahui ke dalam persamaan yang digunakan untuk menentukan pH penyangga. Pada soal diketahui pH larutan yang terbentuk adalah 9 + log 3. Melalui harga pH tersebut dapat ditentukan konsentrasi ion OH⁻ dalam larutan sebagai berikut:

pH = 9 + log 3

pOH = 14 – pH

pOH = 14 – (9 + log 3)

pOH = 5 – log 3

[OH⁻] = 3 x 10⁻⁵

Selanjutnya subtitusikan data [OH⁻] dan mol komponen yang didapatkan pada tahap sebelumnya kedalam persamaan penyangga basa sebgai berikut:

[OH⁻] = Kb (n NH₄OH / n NH₄⁺)

3 x 10⁻⁵ = 1 x 10⁻⁵ (9 / 0,1V)

          3 = 9/ 0,1 V

   0,3 V = 9

         V = 30 mL

Jadi dapat disimpulkan volume (NH₄)₂SO₄ yang diperlukan untuk membentuk larutan penyangga dengan pH tersebut adalah 30 mL.

Pelajari lebih lanjut tentang pH penyangga basa di: https://brainly.co.id/tugas/2548894.

Detil jawaban

Kelas: XI

Mapel: Kimia

Bab: larutan buffer

Kode: 11.7.8

#AyoBelajar