× Home Daftar Isi Disclaimer Tentang Blog
Menu

Serba Ada

Serba Serbi

Contoh Perhitungan pH Larutan Asam Poliprotik

Materi: kimia
Asam poliprotik adalah asam yang ketika terurai akan menghasilkan ion H+ lebih dari satu. Contoh asam poliprotik: H2CO3, H2SO4, H3PO4, H2S, H4P2O7. Untuk menentukan derajat keasamannya tentu diperlukan kecermatan dengan mempertimbangan besarnya konsentrasi asam dan besar-kecilnya nilai tetapan kesetimbangan asam (Ka), baik Ka1, Ka2, Ka3, Ka4  bila ada atau diketahui. Kadang aturan 5% untuk pengabaikan apakah suatu konsentrasi berpengaruh secara signifikan atau tidak perlu diuji bila diperlukan. Tentang aturan 5% ini dapat dibaca di sini.
Berikut ini beberapa contoh soal dan penyelesaian tentang perhitungan pH asam poliprotik.

Soal #1:

[H2CO3] = 0,16 M dengan Ka1 = 4,2 × 10−7 ; Ka2 = 4,8 × 10−11 berapakah pH asam tersebut dan tentukan [CO32-]
Penyelesaian #1:
Reaksi:H2CO3 (aq)⇌H+ (aq)+HCO3- (aq)
[Awal] M :0,16
–
–
[Bereaksi] M:–x
+x
+x
[Kesetimbangan] M :0,16 – x
x
x

\begin{aligned}
K_{a1} &=  \frac{[H^+] [HCO_{3}^{-}]}{[H_2CO_3]}\\
4,2 \times 10^{-7} &=  \frac{x~ .~ x}{0,16-x}\\
4,2 \times 10^{-7} &= \frac{x^2}{0,16-x}\\
dengan~asumsi~&nilai~x \ll 0,16\\
4,2 \times 10^{-7} &= \frac{x^2}{0,16}\\
0,16 \times 4,2 \times 10^{-7} &= x^2\\
x^2 &= 6,72 \times 10^{-8} \\
x &=  2,60 \times 10^{-4}\\
\end{aligned}
Pengujian validitas asumsi:
jika % ion < 5% maka asumsi yang digunakan valid
jika % ion > 5% maka asumsi yang digunakan tidak valid, jika tidak valid nilai x yang semula diabaikan harus turut diperhitungkan.

[H+] = x = 2,60 × 10-4 M
\begin{aligned}
\% ~ion &=\frac{[H^+]}{[H_2CO_3]} \times 100 \% \\
&=\frac{2,60 \times 10^{-4}M}{0,16M} \times 100 \% \\
&= 0,1625 \% \\
\end{aligned}
Karena  % ion < 5%, maka asumsi 0,16 - x ≈ 0,16 adalah valid.

Reaksi:HCO3- (aq)⇌H+ (aq)+CO32- (aq)
[Awal]:2,60 × 10-4
2,60 × 10-4
–
[Bereaksi]:–x
+x
+x
[Kesetimbangan]:2,60 × 10-4 – x
2,60 × 10-4 + x
x
\begin{aligned}
K_{a2} &=  \frac{[H^+] [CO_{3}^{2-}]}{[HCO_{3}^{-}]}\\
 4,8 \times 10^{-11} &=  \frac{(2,60 \times 10^{-4}+x) . x}{2,60 \times 10^{-4}-x}\\
diasumsikan~&nilai~x~sangat~kecil\\
 4,8 \times 10^{-11} &= x \\
 x &=4,8 \times 10^{-11}M\\
[CO_{3}^{2-}]&=4,8 \times 10^{-11}M\\
\end{aligned}

Total [H+] = 2,60 × 10-4 M  +  4,80 × 10-11 M
tetapi karena  4,80 × 10-11 M ≪ 2,60 × 10-4 M,
maka [H+] ≈ 2,60 × 10-4 M sehingga pH = – log 2,60 × 10-4 = 3,59


Soal #2:

[H2SO4] = 0,01 M dengan Ka1 = besar ; Ka2 = 1 × 10−2 berapakah pH asam tersebut?
Penyelesaian #2:
Karena Ka1 = besar maka dapat diartikan H2SO4 terurai secara sempurna seperti reaksi berikut.

H2SO4 (aq)→H+ (aq)+HSO4- (aq)


0,01 M
0,01 M
0,01 M

Reaksi:HSO4- (aq)⇌H+ (aq)+SO42- (aq)
[Awal] M:0,01
0,01
–
[Bereaksi] M:–x
+x
+x
[Kesetimbangan] M:0,01 – x
0,01 + x
x
\begin{aligned}
K_{a2} &=  \frac{[H^+] [SO_{4}^{2-}]}{[HSO_{4}^{-}]}\\
 0,01 &=  \frac{(0,01+x) . x}{0,01-x}\\
 0,0001 - 0,01.x &= 0,01 x + x^2\\
 x^2 + 0,02.x -0,0001&=0\\
x &= 0,0041 M \\
\end{aligned}
Total [H+] = 0,01 M + 0,0041 M sehingga pH = – log 0,0141 = 1,85.

Nilai x dapat dihitung menggunakan kalkulator persamaan kuadrat .

Pada soal-soal yang bersifat umum dan nilai Ka2 tidak diketahui  [H+] pada H2SO4 = 2 [H2SO4].

Soal #3:

[H3PO4] = 1 M dengan Ka1 = 7 × 10−3 ; Ka2 = 6 × 10−8 ; Ka3 = 5 × 10−13
Hitunglah setiap spesi yang muncul pada reaksi kesetimbangannya dan hitung pula pH asam tersebut?

Penyelesaian #3:
Reaksi:H3PO4 (aq)⇌H+ (aq)+H2PO4- (aq)
[Awal] M :1
–
–
[Bereaksi] M:–x
+x
+x
[Kesetimbangan] M :1 – x
x
x
\begin{aligned}
K_{a1} &=  \frac{[H^+] [H_{2}PO_{4}^{-}]}{[H_{3}PO_{4}]}\\
7 \times 10^{-3} &=  \frac{x . x}{1-x}\\
7 \times 10^{-3} &= \frac{x^2}{1-x}\\
7 \times 10^{-3}(1-x) &= x^2\\
7 \times 10^{-3} - (7 \times 10^{-3}).x  &= x^2\\
x^2 + (7 \times 10^{-3}).x - 7 \times 10^{-3} &=0\\
x &=  0,08\\
\end{aligned}
Gunakan kalkulator persamaan kuadrat untuk menentukan nilai x.
Jadi [H3PO4] pada keadaan setimbang 1 - 0,08 = 0,92 M, [H+] dan [H2PO4-] masing-masing 0,08 M
Reaksi:H2PO4- (aq)⇌H+ (aq)+HPO42- (aq)
[Awal] M :0,08
0,08
–
[Bereaksi] M:–x
+x
+x
[Kesetimbangan] M :0,08 – x
0,08 + x
x
\begin{aligned}
K_{a2} &=  \frac{[H^+] [HPO_{4}^{2-}]}{[H_{2}PO_{4}^{-}]}\\
6 \times 10^{-8} &=  \frac{(0,08+x) x}{0,08-x}\\
diasumsikan~&x \ll 0,08~maka\\
6 \times 10^{-8} &= \frac{0,08.x}{0,08}\\
6 \times 10^{-8}(0,08) &= 0,08.x\\ 
x &= 6 \times 10^{-8}\\
\end{aligned}
Jadi [HPO42-] pada keadaan setimbang 6 × 10–8 M

Reaksi:HPO42- (aq)⇌H+ (aq)+PO43- (aq)
[Awal]:6 × 10-8
0,08
–
[Bereaksi]:–x
+x
+x
[Kesetimbangan]:6 × 10-8 – x
0,08 + x
x
\begin{aligned}
K_{a3} &=  \frac{[H^+] [PO_{4}^{3-}]}{[HPO_{4}^{2-}]}\\
5 \times 10^{-13} &=  \frac{(0,08+x) x}{6 \times 10^{-8}-x}\\
diasumsi&kan~x \ll 0,08\\
dan~x \ll ~6 &\times 10^{-8}~maka\\
5 \times 10^{-13} &= \frac{0,08.x}{6 \times 10^{-8}}\\
3 \times 10^{-20} &= 0,08.x\\
x &= 3,75 \times 10^{-19}\\
\end{aligned}
Jadi [PO43-] pada keadaan setimbang 3,75 × 10–19 M

Ringkasan konsentrasi spesi yang muncul adalah
[H3PO4] = 0,92 M; 
[HPO42-] = 6 × 10–8 M;
[PO43-] = 3,75 × 10–19 M;
[H+] = 0,08 M.
pH = – log 0,08 = 1,10




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 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 ...
  • 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...
  • 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