PENJELASAN SKL-3 KIMIA SMA/MA 2010 Bagian III

SKL-3

Menjelaskan sifat-sifat larutan, metode pengukuran dan terapannya.

Konsep 4

Menganalisis sifat larutan penyangga.

Pada konsep ini Anda diharapkan mampu menganalisis sifat larutan penyangga. Jika Anda telah paham, tentu ingatan Anda kuat. Untuk mengembalikan ingatan dan pemahaman yang telah tertumpuk oleh kesan-kesan baru, maka saya akan berupaya membantu Anda, mengurutkan kejadian-kejadian itu. Ikuti alur pembahasan ini, semoga sangat membantu Anda, khususnya yang dahulu belum paham benar, yah mungkin karena sesuatu hal. Jangan berkecil hati, saya siap membantu melalui blog ini. Kimia tidak sesulit yang Anda bayangkan; yang sulit adalah berusaha membayangkan sesuatu yang abstrak dan membiarkan konsep abstrak itu dalam bayangan. Maka ayolah, hal-hal yang abstrak itu kita konkritkan. Marilah bekerja, melakukan sesuatu yang nyata, belajar dengan menulis sesuatu, menganalisis data, menghitung, menyimpulkan data percobaan. OK? Siap kan!

Kata penyangga berasal dari bahasa Jawa 'Nyangga" Jadi larutan penyangga merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan harga pH pada pengenceran, penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat. Jika larutan ini diencerkan, pHnya benar-benar tidak berubah, sedang pada penambahan asam kuat atau basa kuat, perubahan pH larutan ini sangat kecil, tidak signifikan.

Sekarang muncul suatu permasalahan, mengapa ada larutan yang dapat mempertahankan harga pH seperti diuraikan di atas? Larutan yang bagaimanakah dapat memiliki sifat seperti itu? Larutan itu mengandung satu jenis zat terlarut ataukah lebih?

Anda kan diharapkan mampu menganalisis sifat ini. Ayo saya beri arahan. Jika ditambahkan sesuatu, pH relatif tetap, berarti pada saat diberi Aksi, terjadi Aksi balik (Reaksi) yaitu perjuangan mempertahankan pH. Larutan ini kemungkinan besar mengandung suatu asam lemah atau basa lemah. Karena aksi balik menunjukkan adanya pergeseran kesetimbangan untuk melawan aksi itu. Ingat kesetimbangan kimia kan?

Apabila dianggap larutan itu asam lemah atau basa lemah murni, jika diencerkan apakah pHnya tetap? Tidak mungkin. Jumlah mol zat terlarut tetap, namun penambahan air mengakibatkan volum larutan bertambah, otomatis konsentrasi larutan berkurang, sehingga pH berubah. Kapankah suatu larutan pHnya relatif tetap? Apabila [H+] atau [OH-] nya relatif tetap.

Perhatikan kesetimbangan asam lemah berikut:

CH3COOH(aq) = CH3COO-(aq) + H+(aq)

Jika larutan di atas hanya mengandung asam asetat, maka jelas bukan larutan penyangga. Misal 10 mL asam asetat 2M diencerkan 10 kali, maka M1V1 = M2V2.

2 . 10 = M2 . 100 --> M2 = 0,2M.

Untuk menjadi larutan penyangga, [CH3COO-] harus ditambah dari zat lain, misalkan CH3COONa(aq). Mengapa larutan ini? Karena larutan ini terdiri atas ion-ion CH3COO- dan Na+. Ketika terjadi pergeseran kesetimbangan, ion-ion CH3COO- yang akan berubah karena kurang stabil dibandingkan ion-ion Na+.

Jadi ada 2 jenis larutan penyangga, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Penyangga asam mengandung asam lemah dengan basa konyugasinya, yaitu anionnya yang berasal dari garam dengan ion senama (anion tsb). Sedang penyangga basa terdiri atas basa lemah dengan asam konyugasinya, yaitu kation dari suatu garam yang mengandung ion senama (kation tsb).

Sampailah saatnya kita menganalisis rumus yang akan digunakan untuk menghitung pH larutan penyangga.

Misal CH3COOH(aq) + CH3COONa(aq)

CH3COOH(aq) = CH3COO-(aq) + H+(aq)

Ka = [CH3COO-] x [H+] / [CH3COOH]

[H+] = Ka x [CH3COOH] / [CH3COO-]

[H+] = Ka x Ma / Mb; karena suatu campuran, maka volum larutan sama, sehingga ratio Ma / Mb = mol asam / mol basa.

[H+] = Ka x mol asam / mol basa.

Jika CH3COOH(aq) 0,1M 50 mL + CH3COONa(aq) 0,1M 50 mL, berapa pH larutan. Berapa pHnya jika larutan itu diencerkan 100 kali? Ka = 2 x 10-5.

[H+] = 2 x 10-5 x 0,1.50 / 0,1.50

[H+] = 2 x 10-5 --> pH = - log 2 x 10-5 = 5 - log2 = 4,7.

Pada pengenceran, vol larutan sama yaitu 50mL + 50mL = 100mL, diencerkan 100 kali, volum larutan = 10.000mL, maka [asam] = 0,1.50/10.000 dan [basa] juga sama; sehingga harga ratio asam/basa tetap = 1. Harga pH larutan sebelum dan setelah pengenceran tetap = 4,7.

Bagaimana pH larutan jika larutan penyangga di atas ditambah sedikit HCl(aq) atau sedikit NaOH(aq)? Misal tambahkan 1mL HCl(aq) 0,1M atau 1mL NaOH(aq) 0,1M.

Saya sangat berharap, Anda telah lancar kembali menyelesaikan permasalahan tersebut. Kita berjumpa kembali pada pembahasan lanjut SKL-3 konsep ke 4, karena variasi soal pada konsep ini cukup banyak.