HARGA pH LARUTAN Bagian IV

LARUTAN PENYANGGA

Nah, sekarang marilah kita lanjutkan pembahasan tentang terjadinya suatu larutan penyangga, perhitungan pH dan sifat-sifat larutan tersebut. Untuk itu, ibu ingin bertanya lebih dahulu, apakah kalian sudah mengikuti dan memahami pembahasan terdahulu, yaitu harga pH larutan bagian III. Jika diantara kalian ada yang belum melakukannya, saran ibu, aturlah waktumu, belajarlah secara bertahap, ikuti dahulu pembahasan bagian I, II, dan III, barulah kalian lanjutkan mencermati pembahasan ini.

Pada waktu kalian mencampur suatu larutan asam lemah dengan suatu larutan basa kuat, asam lemahnya berlebihan, maka apa yang terjadi dengan campuran itu? Bagaimana jenis dan susunan partikel-partikel sebelum dan sesudah dicampur?

Ya, ibu bantu memperbaiki kalimat kalian sehingga alur pikiran atas jawaban pertanyaan di atas dapat dipahami oleh siapapun yang sedang berupaya mengikuti pembahasan ini. Bandingkan hasil pemikiran kalian dengan uraian berikut. Agar penjelasan lebih gamblang, kita harus menggunakan contoh konkrit.

Larutan asam asetat (asam cuka), CH3COOH(aq) 0,2M 100 mL dicampur dengan larutan natrium hidroksida, NaOH(aq) 0,1M 100 mL. Ka asam cuka = 2 x 10-5

Sebelum dicampur, larutan asam cuka terdiri atas molekul-molekul CH3COOH dalam jumlah cukup banyak, ion-ion H+ dan CH3COO- yang jumlahnya relatif sedikit, molekul-molekul air yang sangat banyak, dan ion-ion H+ serta OH- dari air yang sangat sedikit. Harga pH asam cuka ditentukan oleh banyaknya ion H+(aq) dan harga Kanya. Persamaan reaksi kesetimbangan asam cuka adalah :

CH3COOH(aq) ↔ CH3COO-(aq) + H+(aq)

[H+] = √ Ka. [CH3COOH] = √ 2 x 10-5 x 0,2 = 2 x 10-3 M

pH asam cuka = 3 - log2.

Sekarang kita lihat pH NaOH(aq) sebelum dicampur. Karena bersifat basa kuat, maka [OH-] = [NaOH] = 0,1M. Jadi pOH = - log 0,1 = 1. pH = 14 - 1 = 13.

Pada saat larutan asam cuka dengan pH = 3 - log2 sebanyak 100 mL dicampur dengan NaOH(aq) yang pHnya 13 sebanyak 100 mL, masing-masing partikel dari kedua larutan itu tersebar ke seluruh larutan yang volumnya menjadi 200 mL. Dalam larutan ini, partikel-partikel yang bermuatan sama akan tolak menolak dan partikel-partikel yang berbeda muatan saling tarik menarik. Ion-ion OH- begitu gencarnya menyerang molekul-molekul CH3COOH. Pada tumbukan yang efektif, ion-ion OH- berhasil menarik ion-ion H+ dari gugus fungsi -COOH pada molekul CH3COOH, membentuk molekul air dan molekul asam cuka berubah menjadi ion CH3COO-. Persamaan reaksinya adalah,

CH3COOH(aq) + OH-(aq) ↔ CH3COO-(aq) + H2O(l)

Menurut Bronsted-Lowry CH3COOH sebagai asam karena mendonorkan protonnya kepada OH- dan CH3COO- yang terbentuk merupakan basa konyugasi dari asam cuka. Sedang OH- yang berhasil menarik H+ dari CH3COOH merupakan basa karena proton akseptor. Tampak bahwa reaksi di atas terjadi karena adanya pertukaran proton, sehingga proses ini dinamakan protolisis. Hati-hati, asam basa konyugasi hanya berbeda satu ion H+. Reaksi di atas berlangsung dalam dua arah, sehingga jika ada pengaruh perubahan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem kesetimbangan itu, terjadi pergeseran kesetimbangan.

Jumlah CH3COOH(aq) yang tersedia = 0,2 mmol/mL x 100 mL = 20 mmol.

Jumlah OH-(aq) yang tersedia = 0,1 mmol/mL x 100 mL = 10 mmol.

OH-(aq) adalah pereaksi pembatas, sehingga CH3COOH(aq) yang bereaksi = 10 mmol.

Sisa CH3COOH(aq) yang tidak bereaksi = (20 - 10) mmol = 10 mmol.

CH3COO-(aq) yang terbentuk = 10 mmol.

Volum campuran = (100 mL + 100 mL) = 200 mL.

Nah sekarang perhatikan susunan larutan di atas. Di dalam wadah reaksi terdapat campuran antara sisa CH3COOH(aq) 10 mmol dengan CH3COO-(aq) yang terbentuk sebanyak 10 mmol dalam 200 mL larutan. Persamaan kesetimbangannya adalah,

CH3COOH(aq) ↔ CH3COO-(aq) + H+(aq)

Dari persamaan di atas, kita dapat menghitung [H+] untuk menentukan pHnya. Karena persamaan di atas adalah persamaan kesetimbangan asam lemah CH3COOH, maka rumus harga Ka lah yang kita gunakan. Dari rumus Ka, konsentrasi 2 komponen sudah diketahui, yaitu masing-masing 10 mmol/200 mL (= 0,05M), kita tinggal menghitung [H+]. Seperti yang telah dibahas pada bagian III terdahuilu, rumusnya

[H+] = Ka x [CH3COOH] / [CH3COO-] atau rumus ini dapat disederhanakan menjadi

[H+] = Ka x na / nb (Ingat bahwa CH3COO- adalah basa konyugasi)

[H+] = 2 x 10-5 x 0,05/0,05 = 2 x 10-5.

pH = 5 - log2.

Jika kita tinjau harga pH dari asam cuka, maka larutan cuka pHnya semula 3 - log2, setelah dicampur dengan NaOH(aq), pH berubah menjadi 5 - log2.

Selanjutnya kita akan membahas sifat larutan penyangga, dengan membandingkan sifat larutan asam lemah murni dengan sifat larutan asam lemah tersebut yang telah bercampur dengan sejumlah tertentu basa konyugasinya. Kita akan melihat sejauh mana pengaruh penambahan basa konyugasi terhadap harga pH larutan suatu asam lemah. Pembahasan akan dilanjutkan pada pengaruh penambahan asam konyugasi terhadap pH larutan suatu basa lemah.

Selamat belajar.