× Home Daftar Isi Disclaimer Tentang Blog
Menu

Serba Ada

Serba Serbi

Aturan 5% dalam Kesetimbangan Kimia

Materi: kimia
Kadang dalam pembahasan soal-soal kesetimbangan kimia sering dijumpai penentuan besarnya jumlah mol atau konsentrasi suatu zat dalam proses hitung dilakukan pengabaian dengan alasan nilainya dianggap jauh lebih kecil dari sesuatu yang dibandingkan dengannya (atau jika dijumlahkan atau dikurangkan tidak mengubah secara signifikan). Namun seberapa besar pengaruhnya sehingga dalam banyak hitungan lalu diabaikan begitu saja jarang terbahas dengan tuntas. Di beberapa referensi dimunculkan istilah aturan 5%. Artinya jika perubahan yang terjadi sama dengan atau kurang dari 5% dari jumlah semula maka ini dapat diabaikan. Pada artikel kali ini hal itu akan dibahas dan diharapkan alasannya dapat diterima dan terbukti secara kalkulatif.

Misal konsentrasi suatu zat 0,0001 M atau 10–4 M jika karena suatu hal kemudian di kurangi dengan 0,000001 M atau 10–7 M maka 0,0001 M – 0,000001 M = 0,000999. Angka 0,000999 M ini boleh saja dianggap sama dengan 0,0001 M.
Berapa persen perubahannya? $ \large \frac{0,000001 M}{0,0001 M} \times 100 \% = 1\%$
Nah jika perubahan kurang dari 5% maka biasa dilakukan pengabaian dengan kata lain dianggap tidak ada perubahan yang siginifikan.
Misal lagi, konsentrasi suatu zat 0,0001 M atau 10–4 M jika karena suatu hal kemudian di kurangi dengan 0,000006 M atau 6 × 10–6 M maka 0,0001 M – 0,000006 M = 0,000094 M. Angka 0,000094 M ini tentu saja tidak boleh dianggap sama dengan 0,0001 M, karena hasil hitung perubahannya lebih dari 5% yaitu $ \large \frac{0,000006 M}{0,0001 M} \times 100 \% = 6\%$

Untuk memberikan gambaran yang jelas akan digunakan soal seperti berikut ini dan disediakan simulasi hitungannya.

Hitunglah pH larutan HF dengan konsentrasi 0,01 M dan Ka HF adalah 6,30 x 10–4.
Penyelesaian:
Reaksi:HF (aq)⇌H+ (aq)+F- (aq)
[Awal] M :0,01
–
–
[Bereaksi] M:–x
+x
+x
[Kesetimbangan] M :0,01 – x
x
x

\begin{aligned}
K_{a} &=  \frac{[H^+] [F^{-}]}{[HF]}\\
6,30 \times 10^{-4} &=  \frac{x~ .~ x}{0,01-x}\\
6,30 \times 10^{-4} &= \frac{x^2}{0,01-x}\\
dengan~asumsi~&nilai~x \ll 0,01\\
6,30 \times 10^{-4} &= \frac{x^2}{0,01}\\
0,01 \times 6,30 \times 10^{-4} &= x^2\\
x^2 &=6,30 \times 10^{-6} \\
x &=  2,51 \times 10^{-3}\\
\end{aligned}

Agar lebih cepat boleh menggunakan rumusan perhitungan [H+] asam lemah seperti biasanya, dan memang rumus perhitungan untuk asam lemah yang digunakan di buku-buku kimia SMA mengasumsikan bahwa nilai x jauh lebih kecil dari konsentrasi asam tersebut.
[H+] = $\sqrt{0,01 \times 6,30 \times 10^{-4}}$
[H+] $= 2,51 \times 10^{-3} M$

Pengujian validitas asumsi:
jika % ion < 5% maka asumsi yang digunakan valid.
jika % ion > 5% maka asumsi yang digunakan tidak valid.
[H+] = x = 2,51 × 10-3 M
\begin{aligned}
\% ~ion &=\frac{[H^+]}{[HF]} \times 100 \% \\
&=\frac{2,51 \times 10^{-3}M}{0,01M} \times 100 \% \\
&= 25,10 \% \\
\end{aligned}
Karena  % ion > 5%, maka asumsi 0,01 - x ≠ 0,01 adalah tidak valid.
Karena tidak valid maka x harus dihitung
$6,30 \times 10^{-4} = \large \frac{x^2}{0,01-x}$
$6,30 \times 10^{-4}(0,01 - x) = x^2$
$6,30 \times 10^{-6} - 6,30 \times 10^{-4} x = x^2$
$  x^2 + 6,30 \times 10^{-4} x - 6,30 \times 10^{-6} =0 $
Dengan menggunakan alat hitung maka nilai x dapat ditentukan, dalam hal ini
nilai x =  0,0022 atau 2,20 × 10-3
[H+] = x = 2,20 × 10-3
pH = –log[H+] = –log(2,20 × 10–3) = 2,66


Hitunglah pH larutan HF dengan konsentrasi 1 M dan Ka HF adalah 6,30 × 10–4.
Penyelesaian:
[H+] = $\sqrt{1 \times 6,30 \times 10^{-4}}$
[H+] = $0,0251M$
Periksa apakah hasil  [H+] signifikan dibanding [HF] mula-mula:
Signifikansi = $\dfrac{[H^+]}{[HF]} \times 100 \% $
Signifikansi = $\dfrac{0,0251M}{1M} \times 100 \%$
Signifikansi = $2,51\%$
Karena perubahan [H+] kurang dari 5% maka ini dianggap tidak signifikan dan boleh diabaikan begitu saja.

pH = –log[H+]
pH = –log(2,51 × 10–2)
pH = 1,60


Hitunglah pH larutan H2A dengan konsentrasi 0,136 M dan Ka H2A adalah 1 x 10–7.
Penyelesaian:
Reaksi:H2A (aq)⇌H+ (aq)+HA- (aq)
[Awal] M :0,136
–
–
[Bereaksi] M:–x
+x
+x
[Kesetimbangan] M :0,136 – x
x
x

\begin{aligned}
K_{a} &=  \frac{[H^+] [HA^{-}]}{[H_2A]}\\
1 \times 10^{-7} &=  \frac{x~ .~ x}{0,136-x}\\
1 \times 10^{-7} &= \frac{x^2}{0,136-x}\\
dengan~asumsi~&nilai~x \ll 0,136\\
1 \times 10^{-7} &= \frac{x^2}{0,136}\\
0,136 \times 1 \times 10^{-7} &= x^2\\
x^2 &=1,36 \times 10^{-8} \\
x &=  1,17 \times 10^{-4}\\
\end{aligned}
Boleh juga menggunakan rumusan perhitungan [H+] asam lemah seperti biasanya dengan asumsi bahwa nilai x jauh lebih kecil dari konsentrasi asam tersebut.
[H+] = $\sqrt{0,136 \times 1 \times 10^{-7}}$
[H+] =$1,17 \times 10^{-4} M$

Pengujian validitas asumsi:
jika % ion < 5% maka asumsi yang digunakan valid.
jika % ion > 5% maka asumsi yang digunakan tidak valid.
[H+] = x = 1,17 × 10-4 M
\begin{aligned}
\% ~ion &=\frac{[H^+]}{[H_2A]} \times 100 \% \\
&=\frac{1,17 \times 10^{-4}M}{0,136M} \times 100 \% \\
&= 0,860 \% \\
\end{aligned}
Karena  % ion < 5%, maka asumsi 0,16 – x ≈ 0,16 adalah valid, dan pH dapat dihitung sebagaimana biasanya.

pH = –log[H+] = –log(1,17 × 10–4) = 3,932

Demikian, CMIIW

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda
Langganan: Posting Komentar (Atom)

meCKZINK

Memuat...

Arsip Blog

Topik

asam dan basa buffer hidrokarbon kesetimbangan kimia kimia kimia unsur laju reaksi makromolekul polimer reaksi redoks sel elektrokimia senyawa karbon soal OSN soal osp soal un termokimia unsur radioaktif

Popular Posts

  • Kos Murah, Bisa Pasutri Fasilitas Lengkap Grogol
    Kost Jelambar, Grogol, Jakarta Barat, deket halte busway dan stasiun.  Rp 1,2 juta fasilitas kamar: kasur 120x200cm, AC, kipas angin, lemari...
  • Kos Kosong Kampung Rawa Jakarta Pusat
    Ada kosan/kamar kosong  -(kamar mandi luar semua ya) Lokasi: Jln kampung rawa gang delima patokan sebrang pegadaian kampung rawa(jakarta pus...
  • Kos Pak Slamet, Johar Baru Jakarta Pusat Cuma 800rb/bln
    Kosan Pak Haji Selamet. Jl. Rawa Selatan 2 No. 19A Rt 002 Rw 007, Johar Baru, Jakarta Pusat WA : +62 818-0723-3475 -Kamar Kosongan -Kamar Ma...
  • Kos Cawang, Otista Bersih Fasilitas Lengkap
    Kost-Kostan di Cawang Jakarta Timur - Otista Bukan Kost'an Bebas! Fasilitas Lengkap dan bersih  Fasilitas yg didapat dalam kamar: Ruang ...
  • Sewa Rumah Bulanan Pondok Aren
    Rumah dikontrakan : -Harga sewa sudah termasuk listrik ya gaess -Kamar Tidur 1 -Kamar Mandi 1 -Dekat Tol Ciledug/Petukangan -Akses Mobil -Ji...
  • Kos deket Slipi, Kemanggisan dekat juga dgn Central Park (CP(
    Ada nih Deket Slipi Kemanggisan sama mall central park harga 600 udah ada kipas angin lemari baju kasur air listrik sudah kami tanggung
  • Tata Nama Senyawa Alkena
    Tatanama Senyawa Alkena . Alkena adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh yang memiliki satu ikatan rangkap (C = C). Senyawa yang mempunyai d...

Navigasi

  • Home
  • disclaimer
  • sitemap
Ehcrodeh. Diberdayakan oleh Blogger.
Copyright © KMA. Template by : Petunjuk Onlene