Lampiran 4. Pegangan Guru
Nama
:
Kelas
:
No. Absen
:
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hidayah dan ridha-nya penulis dapat menyelesaikan buku ini dengan baik. Buku ini penulis beri judul “ LKS Larutan Penyangga Penyangga”” yang akan ditujukan untuk siswa SMA kelas XI IPA. Buku adalah jendela dunia. Banyak teori yang terdapat didalamnya untuk kita pelajari tetapi apalah artinya teori tanpa aplikasi. Dengan demikian, buku “LKS Larutan Penyangga” menyajikan tuntunan percobaan mengenai larutan penyangga sebagai aplikasi dari teori yang telah dipelajari. Tuntutan ini berisi tentang teori, alat dan bahan, cara kerja dan tabel pengamatan mengenai percobaan-percobaan larutan penyangga. Selain itu dilengkapi juga dengan evaluasi berupa soal-soal latihan untuk lebih memantapkan pemahaman dan pengetahuan. Agar lebih menarik, buku disajikan dengan gambar yang berkaitan dengan materi. Buku ini sangatlah tepat dijadikan referensi dan media belajar dalam usaha meningkatkan pemahaman siswa terhadap materi larutan penyangga Ucapan terimaksih penulis sampaikan kepada dosen pembimbing 1 Dan 2 Bapak Khaeruman, M.Pd dan ibu suryati, M.Pd dari IKIP MATARAM, yang telah membimbing penulis untuk membuat buku ini sebagai tugas akhir pembuatan skripsi. Tidak lupa, penulis ucapkan terima kasih kepada orang tua dan semua pihak yang telah mendukung dalam pembuatan pembuatan buku ini. Dengan tangan terbuka dan segala kerendahan hati, penyusun mengharapkan kritik dan saran kontruktif dari pembaca sebagai bahan penyempurnaan edisi berikutnya. SELAMAT MENGERJAKAN, SEMOGA BERHASIL Mataram,
Januari 2013
Penyusun
DAFTAR ISI Halaman COVER ............................................................................................................................... i KATA PENGANTAR........................................................................................................ ii DAFTAR ISI .................................................................................................................... iii Lembar Kegiatan Siswa (LKS) 1
Merumuskan Masalah ......................................................................................... Merumuskan Hipotesis....................................................................................... Mengumpulkan Data ............................................................................................ Menguji Hipotesis ............................................................................................... Membuat Kesimpulan ..........................................................................................
4 4 4 8 8
Uji Pemahaman........................................................................................................... 9 Lembar Kegiatan Siswa (LKS) 2
Merumuskan Masalah ......................................................................................... Merumuskan Hipotesis....................................................................................... Mengumpulkan Data ............................................................................................ Menguji Hipotesis ............................................................................................... Membuat Kesimpulan ..........................................................................................
14 14 15 17 17
Uji Pemahaman........................................................................................................... 18 Uji Kompetensi .......................................................................................................... 20 Daftar Pustaka
Lembar Kegiatan Siswa (LKS) 1 Kelompok/kelas: Nama anggota: 1 2 3
4 5 6
Materi Mata Pelajaran Kelas/Semester Alokasi Waktu
: Larutan Penyangga : Kimia : XI/Genap : 2 x 45 menit
STANDAR KOMPETENSI :
Memahami sifat-sifat larutan asam basa, metode pengukuran dan terapannya
KOMPETENSI DASAR : Mendeskripsikan sifat larutan penyangga dan peranan larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup Tujuan pembelajaran :
Setelah melakukan pembelajaran diharapkan siswa dapat: - Mempelajari sifat larutan penyangga dan bukan penyangga pada penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran.
SIFAT-SIFAT LARUTAN PENYANGGA
Ke iata
Dalam kehidupan sehari-hari sering kita memakan jeruk dan memakai pasta gigi. 1 | P E G A N G A N G U R U
Pasta gigi
Jeruk nipis
Gambar 1.1 pasta gigi dan jeruk nipis
1. Bagaimanakah pasta gigi dan jeruk? Jelaskan! Jawab : Pasta gigi berasa agak pahit sedangkan jeruk nipis berasa masam 2. Mengapa rasa sabun dan jeruk berasa demikian? Jelaskan! Jawab : Perbedaan antara rasa jeruk dan rasa sabun disebabkan kandungan zat asam dan basa yang terdapat dalam kedua benda tersebut 3. Manakah senyawa yang mengandung asam dan mengandung basa Jawab: Pasta gigi mengandung senyawa basa dan jeruk nipis mengandung senyawa asam.
Pada gambar di bawah ini, gelas A berisi air murni 50 ml ditambah 50 ml air jeruk, gelas B berisi 150 ml air murni dengan ditambahkan 50 ml air jeruk. Ditambah air
Ditambah air
Air murni
Air murni
Gelas A
2 | P E G A N G A N G U R U
Gelas B
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Menurut kalian, pada gelas manakah campuran lebih bersifat asam? Mengapa? Jelaskan alasan kalian! Jawab: Campuran pada gelas A. karena konsentrasi air lebih sedikit dibanding pada gelas B sehingga rasa asam lebih berasa pada gelas A sedangkan digelas B rasa asam sudah berkurang karena konsentrasi airnya lebih besar. Dengan demikian, besarnya keasaman antara campuran pada gelas pertama dan kedua dapat diukur dari! Jawab: Dapat di ukur dari derajat keasamannya Dalam ilmu kimia disebut apakah derajat keasaman tersebut? Jawab: Disebut dengan konsentrasi Keasaman dapat dihitung dari konsentrasi H +. mengapa demikian? Jelaskan! Jawab: Karena ion H + yang membawa sifat asam akan tetapi umumnya konsentrasi larutan asam yang digunakan sangat kecil, sehingga derajat keasaman dikonversikan ke dalam bentuk logaritma . Dinyatakan dalam apa derajat keasaman itu? Jawab: Dinyatakan dalam pH Pada gelas A diatas, apakah terjadi perubahan pH atau tidak? Jelaskan Jawab: Terjadi perubahan. Karena asam apabila ditambahkan air maka pHnya akan bertambah dimana pH air adalah 7 Bagaimana dengan gelas B, apakah terjadi perubahan pH atau tidak? Jelaskan! Jawab: Terjadi perubahan. Dengan demikian, disebut apakah larutan yang bisa mempertahankan pHnya dan yang tidak bisa mempertahankan pH-nya? Jawab: Disebut larutan penyangga dan larutan non penyangga.
3 | P E G A N G A N G U R U
Untuk dapat membuktikan jawaban Anda lakukan kegiatan 2 di bawah ini dan buatlah hipotesis dari masalah yang telah diberikan oleh guru serta ujilah hipotesis yang telah Anda buat melalui kegiatan 2 di bawah ini. Rumusan masalah: 1. Bagaimanakah sifat larutan penyangga dan larutan bukan penyangga setelah penambahan sedikit asam kuat, sedikit basa kuat dan setelah pengenceran? 2. Bagaimanakah pH larutan peyangga dan larutan bukan penyangga setelah penambahan sedikit asam kuat, sedikit basa kuat dan setelah pengenceran?
Kegiatan
Pada kegiatan ini pilihlah ketua dari kelompok Anda dan lakukan pembagian tugas untuk melakukan percobaan pembuktian hipotesis yang Anda buat berkenaan dengan sifat larutan penyangga Buatlah hipotesis dari percobaan yang akan Anda lakukan berdasarkan dari rumusan masalah di atas. Hipotesis: Dalam pengamatan ini diprediksikan bahwa sifat larutan penyanggdapat mempertahankan pH-nya meskipun ditambah sedikit asam kuat, basa kuat, dan pengenceran. Sedangkan non penyangga tidak dapat mempertahankan pH-nya. pH larutan penyangga tidak berubah walaupun ditambah dengan asam kuat, basa kuat dan pengenceran. Kegiatan
Untuk membuktikan hipotesis yang anda buat, buktikanlah melalui praktikum berikut:
MENGUMPULKAN DATA
4 | P E G A N G A N G U R U
Tujuan :
Mengetahui pH larutan penyangga dan larutan bukan penyangga setelah penambahan sedikit asam kuat, sedikit basa kuat dan setelah pengenceran Mengetahui sifat larutan peyangga setelah penambahan asam kuat, basa kuat, dan pengenceran
ALAT DAN BAHAN : 1. ALAT : Tabung reaksi pipet tetes rak tabung reaksi gelas ukur gelas beker 2. BAHAN : Hcl 0,1 M NaOH 0,1 M CH3COOH 0,1 M CH3COONa 0,1 M NH4 0,1 M NH4Cl 0,1 M Aquades Indikator universal Rencana Kerja.
1. Tentukan urutan langkah kerja percobaan untuk membuktikan hipotesis Anda sehingga bersifat sistematis. 2. Konsultasikan kepada guru pembimbing, apakah rencana kerja Anda sudah benar dan dapat dikerjakan. 3. Jika sudah benar, lakukan percobaan sesuai urutan langkah percobaan yang telah Anda dibuat!
5 | P E G A N G A N G U R U
Cara Kerja: Percobaan 1 No 1.
2. 3. 4.
Langkah kerja Siapkan 3 gelas beker 30 ml yang bersih kemudian isi dengan campuran masing-masing 10 ml,kemudian: a. Masukan 5 tetes HCl 0,1 M kedalam gelas beker 1 b. Masukan 5 tetes NaOH 0,1 M kedalam gelas beker 2 c. Masukan 5 tetes Air kedalam gelas beker 3 Ukur pH larutan campuran dengan Indikator Universal Campurkan 10 ml CH3COOH 0,1 M dengan CH3COONa 0,1 M Ukur pH pada ketiga larutan tersebut dengan Indikator Universal
Urutan ke 3
2 1 4
Percobaan 2 No 1. 2. 3.
4.
Langkah kerja Ukur pH pada ketiga larutan tersebut dengan Indikator Universal Campurkan 10 ml NH4 dengan NH4Cl Siapkan 3 gelas beker 30 ml yang bersih kemudian isi dengan campuran masing-masing 10 ml,kemudian : a. Masukan 5 tetes HCl 0,1 M kedalam gelas beker 1 b. Masukan 5 tetes NaOH 0,1 M kedalam gelas beker 2 c. Masukan 5 tetes Air kedalam gelas beker 3 Ukur pH larutan campuran dengan Indikator Universal
Urutan ke 4 1 3
2
Data pengamatan Tuliskan hasil pengamatan Anda pada tabel berikut!
Data pengamatan percobaan 1 Preaksi
pH awal
CH3COOH + CH3COONa
4
pH setelah penambahan HCl NaOH Aquades 4 4 4
Data pengamatan percobaan 2 Preaksi
pH awal
NH3 + NH4Cl
8
pH setelah penambahan HCl NaOH Aquades 8 8 8
Dari data yang diperoleh dapat digunakan untuk menguji hipotesis, tetapi sebelum itu jawablah pertanyaan berikut ini sebagai panduan analisa data.
6 | P E G A N G A N G U R U
1. Berapakah pH larutan 1 sebelum penambahan HCl, NaOH, dan
aquades? Jawab: pH larutan 1 sebelum penambahan adalah 4 2. Berapakah pH larutan 1 sesudah penambahan HCl, NaOH, dan aquades? Jawab: pH larutan 1 setelah penambahan HCl = 4, NaOH = 4 dan aquades =4 3. Berapakah pH larutan 2 sebelum penambahan HCl, NaOH, dan aquades? Jawab: pH larutan 2 sebelum penambahan adalah 8 4. Berapakah pH larutan 2 sesudah penambahan HCl, NaOH dan aquades? Jawab: pH larutan 2 setelah penambahan HCl = 8, NaOH = 8 dan aquades =8 5. Berdasarkan harga pH dari data eksperimen, manakah larutan yang termasuk - Larutan penyangga : CH3COOH + CH3COONa dan NH3 + NH4Cl
- Larutan bukan penyangga
:-
6. Bagaimana perubahan pH larutan penyangga dan non penyangga
setelah penambahan sedikit asam kuat, sedikit basa kuat, dan pengenceran? Jawab: pada larutan penyangga tidak terjadi perubahan pH dengan penambahan asam kuat, basa kuat dan pengenceran.
7 | P E G A N G A N G U R U
Kegiata
MENGUJI HIPOTESIS Bagaimanakah hipotesis yang telah Anda rumuskan dibandingkan dengan hasil percobaan? jawab : hipotesis yang diajukan diterima yaitu tidak terjadi perubahan pH walaupun ditambahkan dengan sedikit asam kuat, basa kuat dan pengenceran
HIPOTESIS TERBUKTI
Hipotesis terbukti
HIPOTESIS TIDAK TERBUKTI
…………….
K e s i m p u l an : Berdasarkan analisis data di atas, maka berikanlah kesimpulan dari percobaan yang kalian lakukan Jawab : Dari hasil pengamatan kita dapat menyimpulkan bahwa larutan CH 3COOH + CH3COONa Walaupun di tambahkan 5 tetes HCl , 5 tetes NaOH dan 5 tetes Aquades pH nya tidak mengalami perubahan dari pH awal yaitu 4. Dan pada larutan NH 3 + NH4Cl 10 ml juga mengalami hal yang sama yaitu tetap mempertahankan pH-nya mesikipun di tambahkan 5 tetes HCl , 5 tetes NaOH dan 5 tetes Air suling pH-nya tidak mengalami perubahan dari pH awalnya yaitu 8. dan terbukti bahwa kedua larutan tersebut adalah larutan penyangga dalam hal ini sama dengan pengertiannya dimana Larutan penyangga adalah satu zat yang menahan perubahan pH ketika sejumlah kecil asam atau basa ditambahkan kedalamnya. 8 | P E G A N G A N G U R U
Uji pemahaman
Untuk mengaplikasikan pemahaman kalian setelah melakukan kegiatankegiatan diatas maka kerjakanlah soal-soal berikut dengan cara berdiskusi Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan tepat !
1. Periksalah apakah campuran larutan berikut bersifat penyangga atau tidak? a. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan Ca(CH 3COO)2 0,1 M b. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan NaOH 0,2 M c. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan NaOH 0,1 M jawab: a. Campuran dari 50 mL larutan CH 3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan Ca(CH3COO)2 0,1M bersifat penyangga karena mengandung asam lemah (CH 3COOH) dan basa konjugasinya, yaitu ion CH 3COO– yang berasal dari Ca(CH3COO)2. b. Campuran dari 50 mL larutan CH 3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan NaOH 0,2 M tidak bersifat penyangga karena CH 3COOH tidak bersisa. CH3COOH(aq) + OH-(aq) CH3COO-(aq) + H2O Mula-mula 5 mmol 10 mmol Reaksi 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol Akhir 5mmol 5 mmol 5 mmol c. Campuran dari 50 mL larutan CH 3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M bersifat penyangga karena CH 3COOH akan bereaksi dengan sebagian ion OH – dari NaOH membentuk ion CH3COO–. CH3COOH(aq) + OH-(aq) CH3COO-(aq) + H2O Mula-mula 5 mmol 10 mmol Reaksi 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol Akhir 5mmol 5 mmol 5 mmol Jadi, dalam campuran terdapat 5 mmol CH 3COOH (suatu asam lemah) dan 5 mmol ion CH 3COO– (basa konjugasi dari CH 3COOH).
9 | P E G A N G A N G U R U
2. Berikan contoh larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari! Jawab: Darah, cairan infus, cairan suntik dan cairan sel 3. Penyangga dibedakan menjadi 2. Jelaskan ! Jawab: Penyangga asam dan penyangga basa Penyangga asam adalah larutan penyangga yang berasal dari asam kuat/lemah sedangkan penyangga basa adalah larutan penyangga yag berasal dari basa kuat/lemah 4. Jelaskan sifat-sifat larutan penyangga ! Jawab: Sifatnya mempertahankan pH, pH tidak berubah jika ditambahkan sedikit asam atausedikit basa, atau larutan diencerkan 5. Apakah campuran berikut bersifat penyangga atau bukan a. 50 ml larutan CH3COOH 0,3 M + 50 ml larutan NaOH 0,1M b. 100 ml larutan CH3COOH 0,1 M + 100 ml larutan KOH 0,1 M c. 100 ml larutan NH3 0,2 M + 100 ml HCl 0,1 M Jawab: a. mmol CH3COOH = 50 mL x 0,3 M = 1,5 mmol mmol CH3COONa = 50 mL x 0,1 M = 1 mmol tulis persamaan reaksinya CH3COOH(aq) + NaOH(aq) CH3COONa(aq) + H2O Mula-mula 1,5 mmol 1 mmol Reaksi 1 mmol 1 mmol 1 mmol 1 mmol Akhir 0,5 mmol 1 mmol 1 mmol Terdapat sisa mol CH 3COOH (asam lemah) dan terbentuk garam CH3COONa, maka campuran tersebut termasuk larutan penyangga (CH3COOH dan CH3COO) b. mmol CH3COOH = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol mmol CH3COOK = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol tulis persamaan reaksinya CH3COOH(aq) + KOH(aq) CH3COOK(aq) + H2O Mula-mula 10 mmol 10 mmol Reaksi 10 mmol 10 mmol 10 mmol 10 mmol Akhir 10 mmol 10 mmol
10 | P E G A N G A N
GURU
Tidak terdapat sisa CH 3COOH hanya terbentuk garam CH 3COOK, maka campuran tersebut termasuk bukan larutan penyangga c. mmol NH3 = 100 mL x 0,2 M = 20 mmol mmol HCl = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol tulis persamaan reaksinya NH3 (aq) + HClaq) NH4CL(aq) Mula-mula 20 mmol 10 mmol Reaksi 10 mmol 10 mmol 10 mmol Akhir 10 mmol 10 mmol terdapat sisa mol NH 3 (basa lemah) dan terbentuk garam NH 4Cl, maka campuran tersebut termasuk larutan penyangga (NH 3 dan NH4)
11 | P E G A N G A N
GURU
Lembar Kegiatan Siswa (LKS) 2 Materi Mata Pelajaran Kelas/Semester Alokasi Waktu
: Larutan Penyangga : Kimia : XI/Genap : 2 x 45 menit
STANDAR KOMPETENSI : Memahami sifat-sifat larutan asam pengukuran dan terapannya Kegiatan 1 KOMPETENSI DASAR :
basa,
metode
Mendeskripsikan sifat larutan penyangga dan peranan larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup Tujuan pembelajaran :
Setelah melakukan pembelajaran diharapkan siswa dapat :
Menentukan pH atau pOH larutan penyangga melalui perhitungan.
Dasar teori: Larutan Penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan harga pH tertentu meskipun ditambah sedikit asam, sedikit basa atau jika diencerkan. Larutan penyangga juga disebut Larutan Buffer. Dalam suatu larutan penyangga, terjadi reaksi kesetimbangan dari asam lemah maupun dari basa lemah penyusunnya. Harga pH larutan penyangga akan bergantung pada harga Ka dari asam lemah dan Kb dari basa lemah serta perbandingan konsentrasi asam lemah dengan basa konjugasinya maupun perbandingan konsentrasi basa lemah dengan asam konjugasinya. Marilah kita tinjau larutan yang mengandung campuran asam lemah dengan basa konjugasinya, misalnya CH 3COOH dengan CH3COO–. Kita ketahui bahwa hampir semua ion CH3COO– dalam larutan berasal dari garam sebab CH 3COOH hanya sedikit sekali yang terionisasi. 12 | P E G A N G A N
GURU
Ke iata
Pada gambar dibawah ini, tabung 1 berisi 100 ml larutan CH 3COOH, tabung 2 berisi 100 ml larutan CH3COONa dan pada tabung 3 berisi campuran dari tabung 1 dan 2 yaitu larutan CH 3COOH dan CH3COONa 200 ml CH3COOH
100 ml 100 ml
CH3COOH
CH3COONa
Tabung II
Tabung I
+ CH3COONa
Tabung III
Dari gambar 2.1 diatas pada gambar I apakah bisa dihitung harga pH-nya?jelaskan! Jawab: Tidak, karena Komponen pada tabung I adalah larutan CH 3COOH dimana di dalam air akan terionisasi membentuk kesetimbangan sebagai berikut Dengan nilai Ka CH 3COOH yang kecil maka jumlah - + ion CH 3 COO dan ion H sangat kecil jika dibandingkan dengan jumlah molekul CH 3 COOH. Pada tabung II apakah bisa dihitung harga pH-nya? Jelaskan ! Jawab: Tidak, karena Komponen pada tabung II adalah larutan CH 3 COONa yang tergolong garam dan akan terurai sempurna di dalam air membentuk ion-ionnya. Pada tabung III apakah bisa dihitung harga pH-nya Jelaskan ! Jawab: Bisa, karena Komponen pada tabung III adalah campuran dari tabung I dan II yang merupakan larutan penyangga. Karena di dalam larutan tersebut terjadi kesetimbangan. Dengan demikian larutan penyangga dapat dihitung pH-nya berdasarkan?
13 | P E G A N G A N
GURU
Jawab: Nilai pH dapat dihitung berdasarkan konsep kesetimbangan seperti pada menentukan pH asam basa. Dari ketiga tabung diatas, tabung manakah yang akan dihitung pHnya? Jelaskan alasan anda! Jawab: Tabung III, karena Nilai pH dapat dihitung dari konsentrasi H + dari asam asetat. Bagaimana cara menghitung pH larutan tersebut? Jelaskan! Jawab: Dengan cara menghitung data yang diketahui yaitu dengan melihat reaksi kesetimbangan ionisasi asam lemah dan basa lemah yang menyusun larutan penyangga tersebut.
Untuk dapat membuktikan jawaban Anda lakukan kegiatan 2 di bawah ini dan buatlah hipotesis dari masalah yang telah diberikan oleh guru serta ujilah hipotesis yang telah Anda buat melalui kegiatan 2 di bawah ini. Rumusan masalah:
1. Bagaimana cara menghitung pH larutan penyangga? 2. Bagaimana cara membuat pH larutan penyangga?
Kegiatan
Pada kegiatan ini pilihlah ketua dari kelompok Anda dan lakukan pembagian tugas untuk melakukan pembuktian hipotesis yang Anda buat berkenaan dengan cara menghitung pH dan POH larutan penyangga Buatlah hipotesis dari latihan yang Anda lakukan berdasarkan dari rumusan masalah di atas.
14 | P E G A N G A N
GURU
Hipotesis: Banyak cara untuk menentukan pH : 1. Perhitungan yang melibatkan kosentrasi garam dan mol 2. Menggunakan pH meter digital, 3. menggunakan indikator mikroorganisme 4. menggunakan kertas lakmus 5. menggunakan kertas pH indikator universal Selain menggunakan pH meter atau indikator pH, kita juga dapat mengetahui pH larutan penyangga dengan cara menghitung data yang diketahui. Perhitungan tersebut didasarkanpada reaksi kesetimbangan ionisasi asam lemah dan basa lemah yang menyusun larutan penyangga Larutan penyangga dapat dibuat dengan dua cara, yaitu mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan garamnya atau mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan asam kuat atau basa kuat. Kegiatan
Mengumpulkan data Men hitun
H larutan
Untuk membuktikan hipotesis yang anda buat, maka buktikanlah dengan membaca beberapa referensi. Untuk memudahkan kalian dalam menguji hipotesis yang telah kalian buat coba kerjakan soal-soal berikut !
15 | P E G A N G A N
GURU
1. Tentukan pH campuran 100 ml larutan CH 3COOH 0,5 M dengan 50 ml
larutan CH3COONa 0,2 M (K a = 1,8 x 10-5)! Jawab: [CH3COOH] = 0,5 M x 100 ml = 50 mmol [CH3COO-] = 0,2 M x 50 ml = 10 mmol
[H+] = Ka x = 1,8 x 10-5 x
=
9x 10-5
pH = - (log 9 x 10-5) = 5 – log 9 2. Tentukan pH campuran 4,48 liter gas NH 3 (pada keadaan standar) dan 1 liter larutan NH 4Cl 0,2 M ! (K b = 1,8 x 10 -5) Jawab:
Mol NH3 = = 0,2 mol [NH3] = [OH-] = [OH-] =
= 0,2 mol/ L Kb x = 1,8 x 10-5 x = 1,8 -5
x 10-5
pOH = - (log 1,8 x 10 ) = 5 – log 1,8 pH = 14 – (5 – log 1,8) = 9 + log 1,8 3. Suatu larutan penyangga dibuat dengan cara mencampurkan 50 ml larutan asam asetat (CH 3COOH) 0,2 M dan 10 ml larutan NaOH 0,2 M (K a = 10-5). Berapakah pH larutan penyangga tersebut? Jawab: CH3COOH(aq) + NaOH(aq) CH3COONa(aq) + H2O Mula-mula 50ml x 0,2M 10ml x 0,2M = 10 mmol = 2 mmol Reaksi 2 mmol 2 mmol 2 mmol 2 mmol Akhir 8 mmol 2 mmol 2 mmol [H+] = Ka x = 10-5 x
= +
4 x 10-5
pH = - log [H ] = - log 4 x 10-5 = 5 – log 4.
16 | P E G A N G A N
GURU
Kegiatan
Menguji hipotesis Bagaimanakah hipotesis yang telah Anda rumuskan setelah melakukan latihan diatas! Jawab: Hipotesis yang dibuat diterima, yaitu dapat mengetahui cara untuk menentukan pH dengan menggunakan kertas pH indikator universal, kita juga dapat mengetahui pH larutan penyangga dengan cara menghitung data yang diketahui dan Larutan penyangga dapat dibuat dengan dua cara, yaitu mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan garamnya atau mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan asam kuat atau basa kuat.
K e s i m p u l an: Berdasarkan analisis data di atas, kesimpulan yang dapat Anda peroleh pada percobaan kali ini adalah Jawab: Kita dapat mengetahui dan menghitung pH larutan penyangga, yaitu dapat mengetahui cara untuk menentukan pH dengan menggunakan kertas pH indikator universal, kita juga dapat mengetahui pH larutan penyangga dengan cara menghitung data yang diketahui dan Larutan penyangga dapat dibuat dua cara, yaitu mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan Uji pemahaman dengan garamnya atau mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan asam kuat atau basa kuat.
17 | P E G A N G A N
GURU
Uji
pemahaman
Untuk mengaplikasikan pemahaman kalian tentang menghitung pH larutan penyangga coba kerjakan soal-soal dibawah ini !
1. Hitung pH larutan yang terdiri dari campuran 100 ml larutan CH3COOH dengan 50 ml NaOH 0,1 M (K a = 10-5) 2. Berapa gram CH3CONa (Mr = 82 yang harus dilarutkan dalam 500 ml larutan CH3COOH 0,25 M (Ka = 105), agar memperoleh larutan yang pH = 6? 3. Hitung pH larutan jika 50 cm 3 NH3 0,2 M dicampurkan dengan 50 cm 3 HCl 0,1 M! Kb = 1,75 x 10-5 4. Hitung pH dari penyangga asam dengan 0,10 M asam asetat dan 0,10 M NaCH3COO. 5. Hitung pH penyangga basa dengan 0,15 M NH 3 dan 0,45 M NH 4Cl Jawab: 1.
CH3COOH(aq) + NaOH(aq) Mula-mula 10 mmol 5 mmol Reaksi 5 mmol 5 mmol Akhir 5 mmol Volume campuran = 150 ml, maka: [CH3COOH] = = 0,033 mol/L = 0,033 pH = pKa + log = 5 + log
[CH3COO-] =
mol/L
=5+0 =5 2. mmol CH3COO- = CH3COONa mmol CH3COOH = 500 x 0,25 = 125 mmol pH = pKa + log = 5 + log = log =
6 = - log 10-5 + log 6 1 10
mmol CH3COONa = 10 x mmol CH 3COOH 18 | P E G A N G A N
GURU
CH3COONa(aq) + H2O 5 mmol 5 mmol 5 mmol 5 mmol
= 10 x 125 mmol = 1250 mmol = 1,25 mol Jumlah CH3COONa yang dilarutkan : = mol CH3COONa x Mr = 1,25 x 82 = 102, 5 3. Dalam 50 cm3 NH3 0,2 M = x 0,2 = 0,01 mol
Dalam 50 cm3 HCL 0,1 M = x 0,1 = 0,005 mol NH3 (aq) + HClaq) NH4CL(aq) Mula-mula 0,01 mol 0,005 mol Reaksi 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol Akhir 0,005 mol 0,005 mol 3 Vcampuran = 100 cm = 0,1 L [NH3] = = 0,05 mol/L [NH4] = = 0,05 mol/L pOH = pKb + log = - log 1,75 x 10-5 + log
= 5 – log 1,75 + 0 = 5 – 0,24 = 4, 76 pH = 14 – pOH = 14 – 4,76 = 9,25 4. Penyangga [garam] = [NaCH 3COO] = 0,10 M [asam] = [CH3COOH] = 0,10 M. untuk asam asetat k a = 1,8 x 10-5 pH = - log Ka + log
-5
pH = - log (1,8 x 10 ) + log pH = 4,74 5. Penyangga [garam] = [NH 4Cl] = 0,45 M [asam] = [NH3] = 0,15 M. untuk NH 3 Kb = 1,8 x 10 -5 pOH = - log Kb + log
-5
pOH = - log (1,8 x 10 ) + log pOH = 5,22 pH = 14 – pOH = 14 – 5,22 = 8,78 19 | P E G A N G A N
GURU
Uji kompetensi
A. Berilah tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e pada pilihan jawaban yang benar ! 1. Perhatikan tabel berikut ini :
Larutan
pH awal
1 2 3 4 5
2,00 4,75 2,25 8,00 4,00
Perubahan Ph setelah ditambah sedkikit Asam Basa air 1,75 3,50 2,50 4,74 4,76 4,75 1,50 4,25 2,35 6,00 11,00 9,26 3,25 6,25 4,75
6. Perbandingan mol NH4Cl terhadap NH3 dalam suatu larutan penyangga pH = 9,25 dan pK b = 4,75 adalah E. 10 : 1 C. 1 : 1 E. 1 : 10 F. 2 : 1 D. 1 : 2 Jawab: pH larutan penyangga = 9,25 dan pK b = 4,75. Rumus pH larutan penyangga basa pOH = pK b x
jika pH = 9,25 pOH = 14 – 9,25 = 4,75
pOH = pK b x Larutan penyangga dtunjukkan oleh nomor…. A. 1 C. 3 E.5 4,75 = 4,75 x = B. 2 D. 4 Jawab: Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan harga pH = jika ke dalam larutan tersebut ditambahkan Maka perbandingan mol NH4Cl terhadap sejumlah kecil asam, basa, atau air. Dari tabel NH3 adalah 1 : 1 terlihatq bahwa larutan 2 dapat mempertahankan Jawaban: [C] pH sekitas 4,75 (pH tidak banyak berubah oleh 7. Untuk membuat larutan penyangga yang penambahan air, asam, maupun basa). mempunyai pH = 4, di dalam 100 ml Jawaban: [B] -5 larutan CH3COOH 0,5 M ( K a = 10 ) -5 2. Larutan 25 ml CH3COOH 0,2 M (K a = 10 ) harus ditambahkan larutan CH3COONa dicampurkan dengan 25 ml NaOH 0,1 M, maka 0,5 M sebanyak …. ml harga pH larutan yang terjadi …. A. 100 C. 10 E. 1 A. 2 C. 3 E. 5,5 B. 50 D. 5 B. 2,5 D. 5 Jawab: Jawab: Mol asam (a) = V x M = 100 ml x 0,5 M CH3COOH(aq) + NaOH(aq) CH3COONa(aq) + H2O Mula2 5 mmol 2,5 mmol = 50 mmol Reaksi 2,5 mmol 2,5 mmol 2,5 mmol 2,5 mmol Mol garam (g) = V x M = V x 0,5 M Akhir 2,5 mmol 2,5 mmol 2,5 + mmol [H ] = K a x mol asam (a) = 2,5 mmol -4 -5 10 = 10 x mol garam (g) = 2,5 mmol +
-5
[H ] = K a x = 10 x +
=
-5
10
-5
pH = - log [H ] = - log 10 = 5 20 | P E G A N G A N
GURU
V=
V = 10 ml
Jawaban:[D]
3. pH larutan yang mengandung 6 gram CH3COOH (Mr = 60) dan 0,1 mol CH3COONa (K a = 1,0x -5 10 ) A. 1 C. 7 E. 12 B. 5 D. 9 Jawab: Larutan CH3COOH dan CH3COONa merupakan larutan buffer yang dalam larutannya bersifat asam, sehingga pH larutan: mol CH3COOH =
=
0,1 mol
mol CH3COONa = 0,1 mol pH = - log = - log
(K a x ) -5 (1,0 x 10 x -5
= - log ( 10 ) Jawaban: [B] 4. 10 ml HCOOH 0,01 M dicampur dengan 100 ml HCOONa 0,005 M. campuran tersebut ditambahkan air sehingga volumenya 500 ml. -4 jika K a HCOOH adalah 1,8x 10 , maka pH campuran tersebut adalah …. A. 5 – log 3,6 C. 4 – log 7,2 E. 4 – log 1,8 B. 5 – log 3,2 D. 4 – log 3,6 Jawab: Konsep pH larutan Diketahui: HCOOH 0,01 M (100 ml) HCOONa 0,005 M (100 ml) -4 K a = 1,8 x 10 Ditanyakan: pH campuran? Pembahasan: mol HCOOH = M x V = 0,01 M x 100 ml = 1 mmol
[HCOOH] =
-3
= 2 x 10 M
mol HCOONa = 0,005 M x 100 ml = 0,5 mmol =1x K a x -4 1,8 x 10 x
[HCOONa] = +
[H ] = =
-3
10 M
-4
GURU
NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O 0,3 V 0,6 V 0,3 V 0,3 V 0,3 V 0,3 V 0,3 V Larutan diatas termasuk buffer asam : CH3COOH dan CH3COONa, sehingga
-5
[H+] = K a x = 10 x +
-4
=
-5
10
-5
pH = - log [H ] = - log 10 = 5 9. kedalam 100 ml larutan NH3 0,1 M ditambahkan 100 ml larutan (NH4)2SO4 0,1 M. kemudian kedalam campuran ditambah lagi 20 ml larutan HCl 0,1 M, maka pH larutan menjadi …. A. 8,89 C. 8,95 E. 8 B. 3 D. 3,5 Jawab: Campuran NH3 dan (NH4)2SO4 merupakan larutan buffer basa. Mol basa (b) = V x M = 100 ml x 0,1 mmol/L Mmol garam (g) = valensi x V x M = 2 x 100 x 0,1 mmol/L -
[OH ] = K b x
-5
= 1,8 x 10 x -6
= 9 x 10 pOH = 6 – log 9, sehingga pH = 14 – (6 – log 9) = 8 + log 9 = 8, 95 Setelah penambahan 20 ml HCl 0,1 M: + Mol HCl (H ) = 10 ml x 0,1 mmol/ml = 1 mmol Reaksi yang tetjadi setelah penambahan: NH3(aq) + H+(aq)
= 1,8 x 10 x 2 = 3,6 x 10 + -4 pH = - log [H ] = - log 3,6 x 10 = 4 – log 3,6 5. Di dalam larutan basa lemah LOH ditambah padatan L2SO4, sehingga konsentrasi LOH 0,1 M 21 | P E G A N G A N
8. V ml NaOH 0,3 M di tambah 2V ml CH3COOH 0,3M, kalau pK a = 5, maka pH larutannya…. A. 4 C. 6 E. 8 B. 5 D. 7 Jawab:
Mula2 Reaksi Akhir -
10 mmol 1 mmol 1 mmol 1 mmol 9 mmol -
NH4+ (aq)
20 mmol 1mmol 21mmol -5
[OH ] = K b x = 1,8 x 10 x -6
= 7,7 x 10 pOH = 6 – log 7,7, sehingga
dan Konsentrasi L2SO4 0,05 M. bila K b LOH = -5 10 , maka pH campuran …. C. 11 C. 9 E. 5 – log 2 D. 9 + log 2 D. 5 Jawab: Campuran LOH (basa lemah) dan L2SO4 (garamnya) merupakan larutan buffer basa. mol basa = M x V = 0,1 mol, missal V = 1 mol garam = M x V x valensi = 0,05 x V x 2 = 0,05 x 1 x 2 = 0,1 mol -
-5
[OH ] = K b x = 10 x
=
-5
10
pOH = 5, sehingga pH = 14 – 5 = 9 Jawaban:[C]
pH = 14 – (6 – log 7,7) = 8 + log 7,7 = 8 + 0,89 = 8,89; Jawaban: [A] 10. Larutan 100 ml HCN 0,14 M dicampur dengan 70 ml larutan NaOH 0,01 M. K a -9 HCN = 10 . a. Reaksi yang terjadi : HCN + NaOH NaCN + H2O b. Larutan NaOH merupakan reagen terbatas c. Larutan yang terjadi bersifat larutan penyangga d. pH larutan = 9 pernyataan di atas yang benar adalah A. 1,2,3 C. 2,4 E. 1,2,3,4 B. 1,3 D. 4 Jawab: + H = 100 x 0,14 mmol = 14 mmol OH = 70 x 0,01 mmol = 0,7 mmol Reaksinya: HCN(aq) + NaO H (aq)
Mula2 14 mmol 0,7 mmol Reaksi 0,7 mmol 0,7 mmol Akhir 13,3 mmol -
NaCN
(aq) +
H2O
0,7mmol 0,7mmol 0,7mmol 0,7mmol
Ada sisa asam HCN, sedangkan NaOH habis bereaksi (pereaksi pembatas), maka larutan berifat larutan penyangga: HCN (asam lemah) dan NaCN (garam atau basa konjugasinya). +
-9
[H ] = 10 x
= +
-9
19 x 10
-9
pH = - log [H ] = - log 19 x 10 = 9- log 19 Jadi, pernyataan 1,2, dan 3 benar, sedangkan pernyataan 4 salah.; Jawaban:[A]
22 | P E G A N G A N
GURU
