Hitung Massa Ba(OH)2 Untuk PH 4 + Log 2: Soal Kimia

by SLV Team 52 views

Hey guys! Kali ini kita akan membahas soal kimia yang cukup menarik, nih. Soalnya tentang bagaimana cara menghitung massa barium hidroksida atau Ba(OH)2 yang diperlukan untuk menaikkan pH suatu campuran larutan asam asetat (CH3COOH). Soal ini melibatkan beberapa konsep penting dalam kimia, seperti asam lemah, basa kuat, larutan buffer, dan stoikiometri. Jadi, yuk kita bedah soal ini satu per satu biar makin paham!

Soal dan Pembahasannya

Berikut ini soalnya:

Ke dalam campuran larutan 100 mL CH3COOH 0,1 M dan 100 mL CH3COOH 0,3 M, dimasukkan padatan Ba(OH)2 sehingga pH larutan menjadi 4 + log 2. Jika Ar Ba = 137, O = 16, H = 1, maka massa Ba(OH)2 yang dimasukkan adalah…

Langkah 1: Memahami Soal

Sebelum kita mulai menghitung, penting banget untuk memahami soal dengan baik. Dari soal di atas, kita tahu beberapa informasi penting, yaitu:

  • Ada dua larutan asam asetat (CH3COOH) dengan volume dan konsentrasi yang berbeda.
  • Ditambahkan padatan barium hidroksida (Ba(OH)2) ke dalam campuran larutan tersebut.
  • pH larutan setelah penambahan Ba(OH)2 menjadi 4 + log 2.
  • Diketahui massa atom relatif (Ar) dari Ba, O, dan H.

Yang ditanyakan adalah massa Ba(OH)2 yang perlu ditambahkan. Jadi, kita perlu mencari hubungan antara penambahan Ba(OH)2 dengan perubahan pH larutan.

Langkah 2: Reaksi yang Terjadi

Asam asetat (CH3COOH) adalah asam lemah, sedangkan barium hidroksida (Ba(OH)2) adalah basa kuat. Ketika Ba(OH)2 ditambahkan ke dalam larutan CH3COOH, akan terjadi reaksi netralisasi.

Persamaan reaksinya adalah:

2CH3COOH(aq) + Ba(OH)2(s) → Ba(CH3COO)2(aq) + 2H2O(l)

Dari persamaan reaksi ini, kita bisa melihat bahwa 2 mol CH3COOH bereaksi dengan 1 mol Ba(OH)2.

Langkah 3: Menghitung Mol CH3COOH Awal

Kita punya dua larutan CH3COOH dengan volume dan konsentrasi yang berbeda. Jadi, kita perlu menghitung mol CH3COOH dari masing-masing larutan, lalu menjumlahkannya.

  • Larutan 1: 100 mL CH3COOH 0,1 M
    • Mol CH3COOH = Volume (L) x Molaritas (M) = 0,1 L x 0,1 M = 0,01 mol
  • Larutan 2: 100 mL CH3COOH 0,3 M
    • Mol CH3COOH = Volume (L) x Molaritas (M) = 0,1 L x 0,3 M = 0,03 mol

Total mol CH3COOH awal = 0,01 mol + 0,03 mol = 0,04 mol

Langkah 4: Menentukan pH dan Larutan Buffer

Setelah penambahan Ba(OH)2, pH larutan menjadi 4 + log 2. Ini menunjukkan bahwa larutan tersebut menjadi larutan buffer. Larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH-nya meskipun ditambahkan sedikit asam atau basa.

Larutan buffer asam terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya. Dalam kasus ini, asam lemahnya adalah CH3COOH dan basa konjugasinya adalah CH3COO- (ion asetat) yang berasal dari garam Ba(CH3COO)2.

Langkah 5: Menggunakan Persamaan Henderson-Hasselbalch

Untuk menghitung jumlah Ba(OH)2 yang bereaksi, kita bisa menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch untuk buffer asam:

pH = pKa + log ([CH3COO-] / [CH3COOH])

Kita tahu pH larutan (4 + log 2), tapi kita perlu mencari nilai pKa CH3COOH. Nilai Ka CH3COOH biasanya diberikan atau bisa dicari di referensi. Misalkan nilai Ka CH3COOH adalah 1,8 x 10-5, maka:

pKa = -log Ka = -log (1,8 x 10-5) ≈ 4,74

Sekarang kita bisa masukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan Henderson-Hasselbalch:

4 + log 2 = 4,74 + log ([CH3COO-] / [CH3COOH])

log ([CH3COO-] / [CH3COOH]) = 4 + log 2 - 4,74

log ([CH3COO-] / [CH3COOH]) = log 2 - 0,74

Untuk mempermudah, kita bisa anggap log 2 ≈ 0,3

log ([CH3COO-] / [CH3COOH]) ≈ 0,3 - 0,74 = -0,44

[CH3COO-] / [CH3COOH] = 10-0,44 ≈ 0,36

Langkah 6: Menghitung Mol Ba(OH)2 yang Bereaksi

Misalkan mol Ba(OH)2 yang bereaksi adalah x. Dari persamaan reaksi, kita tahu bahwa 1 mol Ba(OH)2 bereaksi dengan 2 mol CH3COOH. Jadi, mol CH3COOH yang bereaksi adalah 2x, dan mol CH3COO- yang terbentuk adalah x.

Setelah reaksi, mol CH3COOH yang tersisa adalah:

Mol CH3COOH sisa = Mol CH3COOH awal - Mol CH3COOH bereaksi = 0,04 mol - 2x

Mol CH3COO- yang terbentuk adalah x.

Kita masukkan nilai-nilai ini ke dalam perbandingan konsentrasi yang kita dapatkan dari persamaan Henderson-Hasselbalch:

[CH3COO-] / [CH3COOH] = x / (0,04 - 2x) ≈ 0,36

Sekarang kita selesaikan persamaan ini untuk mencari x:

x ≈ 0,36(0,04 - 2x)

x ≈ 0,0144 - 0,72x

1,72x ≈ 0,0144

x ≈ 0,0144 / 1,72

x ≈ 0,0084 mol

Jadi, mol Ba(OH)2 yang bereaksi adalah sekitar 0,0084 mol.

Langkah 7: Menghitung Massa Ba(OH)2

Terakhir, kita hitung massa Ba(OH)2 yang bereaksi dengan menggunakan massa molar (Mr) Ba(OH)2.

Mr Ba(OH)2 = Ar Ba + 2(Ar O + Ar H) = 137 + 2(16 + 1) = 137 + 2(17) = 137 + 34 = 171 g/mol

Massa Ba(OH)2 = Mol Ba(OH)2 x Mr Ba(OH)2 = 0,0084 mol x 171 g/mol ≈ 1,4364 gram

Jadi, massa Ba(OH)2 yang dimasukkan adalah sekitar 1,4364 gram.

Kesimpulan

Soal ini memang agak panjang dan melibatkan banyak langkah, tapi dengan pemahaman konsep yang baik dan ketelitian dalam perhitungan, kita bisa menyelesaikannya. Intinya adalah kita perlu memahami reaksi yang terjadi, konsep larutan buffer, dan bagaimana menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch. Semoga penjelasan ini membantu kalian ya!