Bab 9: Larutan Penyangga

Jawaban Benar: B. ${\text{H}}_3{\text{PO}}_4$ dan ${\text{NaH}}_2{\text{PO}}_4$ Pembahasan: Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang dapat mempertahankan pH saat ditambah sedikit asam atau basa. Larutan penyangga biasanya terdiri dari: 1. Asam lemah dan basa konjugasinya (misalnya: ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ dan ${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$), atau 2. Basa lemah dan asam konjugasinya (misalnya: ${\text{NH}}_3$ dan ${\text{NH}}_4^{+}$).

Jawaban Benar: E. Jawaban A dan B benar. Pembahasan: Larutan penyangga ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ dan ${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$ bekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan antara asam lemah (${\text{CH}}_3\text{COOH}$) dan basa konjugasinya (${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$). Prinsip kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Penambahan Asam Kuat (${\text{HNO}}_3$): - Asam kuat ${\text{HNO}}_3$ akan terionisasi sempurna dalam air, menghasilkan ion ${\text{H}}^{+}$. - Ion ${\text{H}}^{+}$ dari ${\text{HNO}}_3$ akan bereaksi dengan basa konjugasi (${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$) dalam larutan penyangga: ${\text{H}}^{+}+{\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}\to {\text{CH}}_3\text{COOH}$ - Reaksi ini mengurangi konsentrasi ${\text{H}}^{+}$ yang ditambahkan, sehingga pH larutan tidak berubah signifikan. - Kesetimbangan asam lemah ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ dan basa konjugasi ${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$ akan bergeser untuk mempertahankan pH. 2. Penambahan Basa Kuat ($\text{KOH}$): - Basa kuat $\text{KOH}$ akan terionisasi sempurna dalam air, menghasilkan ion ${\text{OH}}^{-}$. - Ion ${\text{OH}}^{-}$ dari $\text{KOH}$ akan bereaksi dengan asam lemah (${\text{CH}}_3\text{COOH}$) dalam larutan penyangga: ${\text{OH}}^{-}+{\text{CH}}_3\text{COOH}\to {\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}+{\text{H}}_2\text{O}$ - Reaksi ini mengurangi konsentrasi ${\text{OH}}^{-}$ yang ditambahkan, sehingga pH larutan tidak berubah signifikan. - Kesetimbangan asam lemah ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ dan basa konjugasi ${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$ akan bergeser untuk mempertahankan pH.

Jawaban Benar: B. Larutan penyangga merupakan campuran yang terdiri dari larutan asam lemah dan larutan garam. Pembahasan: Larutan penyangga adalah campuran yang terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya dalam bentuk garam. Ketika asam lemah dan garamnya dicampurkan dalam larutan, sistem ini memiliki kemampuan untuk mempertahankan pH meskipun ada penambahan sedikit asam atau basa. Sebagai contoh, campuran asam asetat (CH₃COOH) dengan garam natrium asetat (CH₃COONa) membentuk larutan penyangga yang dapat menstabilkan pH ketika ada penambahan asam atau basa.

Jawaban Benar: B. Penambahan $\text{NaOH}$ akan meningkatkan pH larutan dan menyebabkan perubahan keseimbangan dengan meningkatkan konsentrasi ${\text{CH}}_3\text{COONa}$. Pembahasan: Larutan penyangga terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya. Dalam kasus ini, asam asetat (${\text{CH}}_3\text{COOH}$) dan garam natrium asetat (${\text{CH}}_3\text{COONa}$) membentuk keseimbangan asam-basa. Ketika natrium hidroksida ($\text{NaOH}$), yang merupakan basa kuat, ditambahkan ke larutan, ${\text{OH}}^{-}$ dari $\text{NaOH}$ akan bereaksi dengan ion hidrogen (${\text{H}}^{+}$) dari asam asetat. Reaksi ini mengubah ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ menjadi ion asetat (${\text{CH}}_3{\text{COO}}^{-}$), yang berperan sebagai basa konjugasi. Oleh karena itu, pH larutan akan meningkat (lebih basa) dan keseimbangan akan bergeser untuk meningkatkan konsentrasi ${\text{CH}}_3\text{COONa}$.

Jawaban Benar: B. 6 Pembahasan: Untuk soal ini, kita akan menggunakan rumus yang diberikan dalam soal, yaitu: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ Langkah-langkah penyelesaian: 1. Menentukan konsentrasi asam lemah dan garam konjugasi: - Asam lemah: CH₃COOH (asam asetat) dengan konsentrasi 0,1 M. - Garam konjugasi: CH₃COONa (asetat natrium), yang berasal dari penambahan 4,9 g CH₃COOK. 2. Menghitung jumlah mol garam konjugasi (CH₃COOK): Massa CH₃COOK = 4,9 g dan massa molar CH₃COOK = 98 g/mol. Jumlah mol CH₃COOK: $\text{Mol CH₃COOK}=\frac{4,9\text{g}}{98\text{g/mol}}=0,05\text{mol}$ Volume total larutan setelah penambahan adalah 50 mL = 0,05 L. Konsentrasi CH₃COOK dalam larutan: $\text{Konsentrasi CH₃COOK}=\frac{0,05\text{mol}}{0,05\text{L}}=1\text{M}$ 3. Diketahui: - Kₐ untuk CH₃COOH adalah $1\times 10^{-5}$. - Konsentrasi CH₃COOH adalah 0,1 M (dari larutan awal). - Konsentrasi CH₃COOK adalah 1 M (dari penambahan garam). 4. Menghitung konsentrasi H⁺: Menggunakan rumus yang diberikan: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,1}{1}\times 1\times 10^{-5}=1\times 10^{-6}\text{M}$ 5. Menghitung pH: Untuk menghitung pH, kita gunakan rumus: $\text{pH}=-\log [{\text{H}}^{+}]$ $\text{pH}=-\log (1\times 10^{-6})=6$

Jawaban Benar: B. 6 Pembahasan: Untuk soal ini, kita akan menggunakan rumus yang diberikan dalam soal, yaitu: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ Langkah-langkah penyelesaian: 1. Menentukan konsentrasi asam lemah dan garam konjugasi: - Asam lemah: CH₃COOH (asam asetat) dengan konsentrasi 0,1 M. - Garam konjugasi: CH₃COONa (asetat natrium), yang berasal dari penambahan 4,9 g CH₃COOK. 2. Menghitung jumlah mol garam konjugasi (CH₃COOK): Massa CH₃COOK = 4,9 g dan massa molar CH₃COOK = 98 g/mol. Jumlah mol CH₃COOK: $\text{Mol CH₃COOK}=\frac{4,9\text{g}}{98\text{g/mol}}=0,05\text{mol}$ Volume total larutan setelah penambahan adalah 50 mL = 0,05 L. Konsentrasi CH₃COOK dalam larutan: $\text{Konsentrasi CH₃COOK}=\frac{0,05\text{mol}}{0,05\text{L}}=1\text{M}$ 3. Diketahui: - $K_a$ untuk CH₃COOH adalah $1\times 10^{-5}$. - Konsentrasi CH₃COOH adalah 0,1 M (dari larutan awal). - Konsentrasi CH₃COOK adalah 1 M (dari penambahan garam). 4. Menghitung konsentrasi ${\text{H}}^{+}$: Menggunakan rumus yang diberikan: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,1}{1}\times 1\times 10^{-5}=1\times 10^{-6}\text{M}$ 5. Menghitung pH: Untuk menghitung pH, kita gunakan rumus: $\text{pH}=-\log [{\text{H}}^{+}]$ $\text{pH}=-\log (1\times 10^{-6})=6$

Jawaban Benar: B. 6 Pembahasan: Untuk soal ini, kita akan menggunakan rumus perhitungan konsentrasi ion hidrogen dalam larutan penyangga, yaitu: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ Langkah-langkah Penyelesaian: 1. Menentukan konsentrasi asam lemah dan garam konjugasi: - Asam lemah: ${\text{CH}}_3\text{COOH}$ (asam asetat) dengan konsentrasi $0,1\text{M}$ - Garam konjugasi: ${\text{CH}}_3\text{COONa}$ (natrium asetat) yang berasal dari penambahan $4,9\text{g}$ ${\text{CH}}_3\text{COOK}$ 2. Menghitung jumlah mol garam konjugasi ${\text{CH}}_3\text{COOK}$: Diketahui: - Massa ${\text{CH}}_3\text{COOK}=4,9\text{g}$ - Massa molar ${\text{CH}}_3\text{COOK}=98\text{g/mol}$ $\text{Mol }{\text{CH}}_3\text{COOK}=\frac{4,9\text{g}}{98\text{g/mol}}=0,05\text{mol}$ Volume total larutan setelah penambahan adalah $50\text{mL}=0,05\text{L}$ $\text{Konsentrasi }{\text{CH}}_3\text{COOK}=\frac{0,05\text{mol}}{0,05\text{L}}=1\text{M}$ 3. Diketahui: - $K_a$ untuk ${\text{CH}}_3\text{COOH}=1\times 10^{-5}$ - Konsentrasi ${\text{CH}}_3\text{COOH}=0,1\text{M}$ - Konsentrasi ${\text{CH}}_3\text{COOK}=1\text{M}$ 4. Menghitung konsentrasi $[{\text{H}}^{+}]$: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{[{\text{CH}}_3\text{COOH}]}{[{\text{CH}}_3\text{COOK}]}\times K_a$ $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,1}{1}\times 1\times 10^{-5}=1\times 10^{-6}\text{M}$ 5. Menghitung pH: $\text{pH}=-\log [{\text{H}}^{+}]$ $\text{pH}=-\log (1\times 10^{-6})=6$

Jawaban Benar: B. $5-\log 4$ Pembahasan: Larutan ini merupakan larutan penyangga (buffer) karena mengandung asam lemah ($\text{HCOOH}$) dan basa konjugasinya (${\text{HCOO}}^{-}$) dari garam $\text{HCOONa}$. Kita akan menghitung pH menggunakan rumus: $[H^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ Langkah 1: Hitung mol $\text{HCOOH}$: $n_{\text{HCOOH}}=M\times V=0.2\text{M}\times 0.1\text{L}=0.02\text{mol}$ Langkah 2: Hitung mol $\text{HCOONa}$: - Massa $\text{HCOONa}=6.8\text{g}$. - $M_r\text{HCOONa}=68\text{g/mol}$. $n_{\text{HCOONa}}=\frac{\text{massa}}{M_r}=\frac{6.8\text{g}}{68\text{g/mol}}=0.1\text{mol}$ Langkah 3: Hitung konsentrasi $\text{HCOOH}$ dan ${\text{HCOO}}^{-}$: - Volume total larutan = 100 mL = 0.1 L. - Konsentrasi $\text{HCOOH}$: $[\text{HCOOH}]=\frac{0.02\text{mol}}{0.1\text{L}}=0.2\text{M}$ - Konsentrasi ${\text{HCOO}}^{-}$: $[{\text{HCOO}}^{-}]=\frac{0.1\text{mol}}{0.1\text{L}}=1\text{M}$ Langkah 4: Hitung $[H^{+}]$ menggunakan rumus: $[H^{+}]=\frac{[\text{asam lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_a$ Substitusi nilai: $[H^{+}]=\frac{0.2\text{M}}{1\text{M}}\times 2\times 10^{-4}$ $[H^{+}]=0.2\times 2\times 10^{-4}=4\times 10^{-5}\text{M}$ Langkah 5: Hitung pH: $\text{pH}=-\log [H^{+}]$ $\text{pH}=-\log (4\times 10^{-5})$ $\text{pH}=-\log 4-\log 10^{-5}$ $\text{pH}=-\log 4+5$ $\text{pH}=5-\log 4$

Jawaban Benar: E. 9 – log 2 Pembahasan: Pertama, hitung mol basa lemah dan garamnya. ${\text{mol NH}}_4\text{OH}=M\times V$ ${\text{mol NH}}_4\text{OH}=0,1\text{M}\times 50\text{mL}=5\times 10^{-3}\text{mol}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{Mr}}}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=\frac{0,535\text{g}}{53,5\text{g/mol}}=10^{-2}\text{mol}$ Campuran basa lemah dengan garam konjugasinya akan membentuk larutan penyangga basa. Persamaan matematis yang digunakan adalah sebagai berikut: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{[\text{basa lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_b$ Oleh karena campuran memiliki volume total yang sama, persamaan dapat diubah menjadi seperti berikut. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_b$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{5\times 10^{-3}\text{mol}}{10^{-2}\text{mol}}\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=5\times 10^{-6}\text{M}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log [5\times 10^{-6}]$ $\text{pOH}=6-\log 5$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(6-\log 5)$ $\text{pH}=9-\log 2$

Jawaban Benar: E. 9 + log 4 menjadi 9 + log 3.81 Pembahasan: $\text{mol NH₃}=200\text{mL}\times 0,2\text{M}=40\text{mmol}$ $\text{mol NH₄Br}=50\text{mL}\times 0,2\text{M}=10\text{mmol}$ Campuran basa lemah dengan garam konjugasinya sehingga membentuk larutan penyangga basa. Persamaan matematis yang digunakan adalah sebagai berikut. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{[\text{basa lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_b$ Oleh karena campuran memiliki volume total yang sama, persamaan dapat diubah menjadi: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_b$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{40\text{mmol}}{10\text{mmol}}\times 1\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=4\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log [4\times 10^{-5}]=5-\log 4$ $\text{pOH}=\log (10^5)-\log (4)$ $\text{pOH}=5-\log 4$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(5-\log 4)$ $\text{pH}=9+\log 4$ Ketambahan air berarti adanya pengenceran. Pada pengenceran, jumlah mol tetap sehingga perhitungannya menjadi seperti berikut. $[{\text{OH}}^{-}]\times V_1=[{\text{OH}}^{-}]\times V_2$ $4\times 10^{-5}\times 200\text{mL}=[{\text{OH}}^{-}]\times (200\text{mL}+10\text{mL})$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{200\times 4\times 10^{-5}}{210}=3,81\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=3,81\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log (3,81\times 10^{-5})=5-\log 3,81$ $\text{pOH}=5-\log 3,81$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(5-\log 3,81)$ $\text{pH}=9+\log 3,81$

Jawaban Benar: E. $9+\log 4$ menjadi $9+\log 3.81$ Pembahasan: $\text{mol NH₃}=200\text{mL}\times 0,2\text{M}=40\text{mmol}$ $\text{mol NH₄Br}=50\text{mL}\times 0,2\text{M}=10\text{mmol}$ Campuran basa lemah dengan garam konjugasinya sehingga membentuk larutan penyangga basa. Persamaan matematis yang digunakan adalah sebagai berikut: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{[\text{basa lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_b$ Oleh karena campuran memiliki volume total yang sama, persamaan dapat diubah menjadi: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_b$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{40\text{mmol}}{10\text{mmol}}\times 1\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=4\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log [4\times 10^{-5}]=5-\log 4$ $\text{pOH}=\log (10^5)-\log (4)$ $\text{pOH}=5-\log 4$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(5-\log 4)$ $\text{pH}=9+\log 4$ Ketambahan air berarti adanya pengenceran. Pada pengenceran, jumlah mol tetap sehingga perhitungannya menjadi seperti berikut: $[{\text{OH}}^{-}]\times V_1=[{\text{OH}}^{-}]\times V_2$ $4\times 10^{-5}\times 200\text{mL}=[{\text{OH}}^{-}]\times (200\text{mL}+10\text{mL})$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{200\times 4\times 10^{-5}}{210}=3,81\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=3,81\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log (3,81\times 10^{-5})=5-\log 3,81$ $\text{pOH}=5-\log 3,81$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(5-\log 3,81)$ $\text{pH}=9+\log 3,81$

Jawaban Benar: E. $9+\log 4$ menjadi $9+\log 3,81$ Pembahasan: ${\text{mol NH}}_3=200\text{mL}\times 0,2\text{M}=40\text{mmol}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Br}=50\text{mL}\times 0,2\text{M}=10\text{mmol}$ Campuran ini terdiri dari basa lemah ${\text{NH}}_3$ dan garam konjugasinya ${\text{NH}}_4\text{Br}$, sehingga membentuk larutan penyangga basa. Rumus perhitungan konsentrasi ion hidroksida adalah: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{[\text{basa lemah}]}{[\text{garam konjugasi}]}\times K_b$ Karena volume total sama, rumus dapat disederhanakan menjadi: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_b$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{40}{10}\times 1\times 10^{-5}=4\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]=-\log (4\times 10^{-5})=5-\log 4$ $\text{pH}=14-\text{pOH}=14-(5-\log 4)=9+\log 4$ Kemudian, dilakukan pengenceran dengan penambahan air. Karena mol tetap, perhitungan menjadi: $[{\text{OH}}^{-}{]}_1\times V_1=[{\text{OH}}^{-}{]}_2\times V_2$ $4\times 10^{-5}\times 200=[{\text{OH}}^{-}{]}_2\times (200+10)$ $[{\text{OH}}^{-}{]}_2=\frac{200\times 4\times 10^{-5}}{210}=3,81\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log (3,81\times 10^{-5})=5-\log 3,81$ $\text{pH}=14-\text{pOH}=14-(5-\log 3,81)=9+\log 3,81$

Jawaban Benar: C. 0,1 Pembahasan: Larutan penyangga melibatkan basa lemah ${\text{NH}}_4\text{OH}$, sehingga disimpulkan bersifat basa. Untuk mempermudah pengerjaan, konversi pH hingga diperoleh konsentrasi ${\text{OH}}^{-}$. $\text{pOH}=14-\text{pH}$ $\text{pOH}=14-8=6$ $[{\text{OH}}^{-}]=10^{-6}\text{mol/L}$ Selanjutnya, gunakan persamaan matematis larutan penyangga basa. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_b$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{0,1\text{M}\times 0,1\text{L}}{10^{-2}\text{mol}}\times 10^{-5}$ $10^{-6}=\frac{10^{-2}\times 10^{-5}}{10^{-6}}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=0,1\text{mol}$

Jawaban Benar: D. Perubahan warna indikator Penjelasan: Titrasi dianggap selesai ketika larutan asam dan larutan basa telah bereaksi secara tepat sesuai perbandingan stoikiometri, yang ditandai dengan perubahan warna indikator. Warna indikator berubah pada titik akhir titrasi, di mana volume larutan penitrasi dicatat untuk menghitung konsentrasi larutan yang diuji. Pemilihan indikator yang tepat penting untuk meminimalkan kesalahan titrasi dan memastikan hasilnya akurat.

Jawaban Benar: C. 1:4 Pembahasan: Larutan penyangga melibatkan asam lemah propionat sehingga disimpulkan bersifat asam. Untuk mempermudah pengerjaan, hitung terlebih dahulu konsentrasi ${\text{H}}^{+}$. $[{\text{H}}^{+}]=10^{-\text{pH}}=10^{-5}$ Selanjutnya gunakan persamaan matematis larutan penyangga asam. [$\text{H}$^+] = \frac{$\text{mol asam propionat}$}{$\text{mol garam konjugasi}$} $\times$ $K_a$/latex] $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,2\text{M}\times V_{\text{as propionat}}}{0,1\text{M}\times V_{\text{Na propionat}}}\times 2\times 10^{-5}$ $10^{-5}=\frac{10^{-5}\times 0,1\text{M}}{0,2\text{M}\times 2\times 10^{-5}}$ $\frac{V_{\text{as propionat}}}{V_{\text{Na propionat}}}=\frac{1}{4}$

Jawaban Benar: C. 1:4 Pembahasan: Larutan penyangga melibatkan asam lemah propionat sehingga disimpulkan bersifat asam. Untuk mempermudah pengerjaan, hitung terlebih dahulu konsentrasi ${\text{H}}^{+}$: $[{\text{H}}^{+}]=10^{-\text{pH}}=10^{-5}$ Selanjutnya, gunakan persamaan matematis larutan penyangga asam: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{\text{mol asam propionat}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_a$ $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,2\text{M}\times V_{\text{as propionat}}}{0,1\text{M}\times V_{\text{Na propionat}}}\times 2\times 10^{-5}$ $10^{-5}=\frac{10^{-5}\times 0,1\text{M}}{0,2\text{M}\times 2\times 10^{-5}}$ $\frac{V_{\text{as propionat}}}{V_{\text{Na propionat}}}=\frac{1}{4}$

Jawaban Benar: C. $1:4$ Pembahasan: Larutan ini merupakan larutan penyangga yang melibatkan asam lemah yaitu asam propionat, sehingga larutan bersifat asam. Untuk mempermudah perhitungan, pertama-tama kita cari konsentrasi ion hidrogen $[{\text{H}}^{+}]$ berdasarkan pH: $[{\text{H}}^{+}]=10^{-\text{pH}}=10^{-5}$ Selanjutnya, gunakan persamaan larutan penyangga asam: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{\text{mol asam propionat}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_a$ Substitusikan nilai konsentrasi asam dan garam konjugasinya: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,2\text{M}\times V_{\text{asam propionat}}}{0,1\text{M}\times V_{\text{Na propionat}}}\times 2\times 10^{-5}$ Kita tahu bahwa $[{\text{H}}^{+}]=10^{-5}$, sehingga: $10^{-5}=\frac{0,2\times V_{\text{asam propionat}}}{0,1\times V_{\text{Na propionat}}}\times 2\times 10^{-5}$ Sederhanakan persamaan: $\frac{V_{\text{asam propionat}}}{V_{\text{Na propionat}}}=\frac{1}{4}$

Jawaban Benar: D. 79:1000 Pembahasan: Larutan penyangga melibatkan asam lemah propionat sehingga disimpulkan bersifat asam. Untuk mempermudah pengerjaan, hitung terlebih dahulu konsentrasi ${\text{H}}^{+}$. $[{\text{H}}^{+}]=10^{-\text{pH}}=10^{-5,5}=3,16\times 10^{-6}$ Selanjutnya gunakan persamaan matematis larutan penyangga asam. $[{\text{H}}^{+}]=\frac{\text{mol as propionat}}{\text{mol garam konjugasi}}\times K_a$ $[{\text{H}}^{+}]=\frac{0,2\text{M}\times V_{\text{as propionat}}}{0,1\text{M}\times V_{\text{Na propionat}}}\times 2\times 10^{-5}$ $3,16\times 10^{-6}=\frac{0,2\text{M}\times V_{\text{as propionat}}}{0,1\text{M}\times V_{\text{Na propionat}}}\times 2\times 10^{-5}$ $\frac{V_{\text{as propionat}}}{V_{\text{Na propionat}}}=\frac{3,16\times 10^{-6}\times 0,1\text{M}}{0,2\text{M}\times 2\times 10^{-5}}$ $\frac{V_{\text{as propionat}}}{V_{\text{Na propionat}}}=0,079$ $\frac{V_{\text{as propionat}}}{V_{\text{Na propionat}}}=\frac{79}{1000}$

Jawaban Benar: A. Nilai $p{K}_a$ mendekati 7 Pembahasan: Sistem penyangga ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3|{\text{HCO}}_3^{-}$ tersusun oleh spesies yang membentuk kesetimbangan $K_{a}1$ dari ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$. Kesetimbangan tersebut memiliki nilai $p{K}_a=6,37$. Sistem penyangga ${\text{H}}_2{\text{PO}}_4^{-}|{\text{HPO}}_4^{2-}$ tersusun oleh spesies yang membentuk kesetimbangan $K_{a}2$ dari ${\text{H}}_3{\text{PO}}_4$. Kesetimbangan tersebut memiliki nilai $p{K}_a=7,21$. Kedua sistem penyangga memiliki nilai $p{K}_a$ mendekati 7 sehingga dapat menyangkut pH darah dengan sifat cenderung netral. Selain itu, ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ terintegrasi dengan ${\text{CO}}_2$ sedangkan fosfat terintegrasi dengan dinding sel yang tersusun atas fosfolipid. Oleh karena itu, kedua sistem penyangga terpilih juga karena komponennya memiliki kelimpahan yang cukup tinggi.

Jawaban Benar: C. ${\text{HNO}}_2$ Pembahasan: Larutan penyangga asam memiliki persamaan matematis sebagai berikut: $[{\text{H}}^{+}]=\frac{n\text{asam lemah}}{n\text{basa konjugasi}}\times K_a$ Diketahui mol asam lemah dengan garamnya membentuk rasio 1 : 4 sehingga persamaannya menjadi seperti berikut. $[{\text{H}}^{+}]=\frac{1}{4}\times K_a$ Nilai $[{\text{H}}^{+}]$ diperoleh dari pH. $[{\text{H}}^{+}]=10^{-\text{pH}}=10^{-4}$ Untuk menentukan jenis asam lemah yang digunakan, dapat ditentukan dari nilai $K_a$ sebagai berikut. $[{\text{H}}^{+}]=\frac{1}{4}\times K_a$ $K_a=[{\text{H}}^{+}]\times 4$ $K_a=10^{-4}\times 4=4\times 10^{-4}$ Asam dengan nilai $K_a$ yang sesuai adalah ${\text{HNO}}_2$.

Jawaban Benar: A. $9+\log 4$ menjadi $9+\log 3,55$ Pembahasan: ${\text{NH}}_3$ = basa lemah ${\text{NH}}_4\text{Cl}$ = garam yang menghasilkan ion ${\text{NH}}_4^{+}$ yang merupakan asam konjugasi. Campuran basa lemah dengan asam konjugasinya dapat membentuk larutan penyangga basa. Persamaan matematis yang digunakan adalah sebagai berikut. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam}}\times K_b$ Pertama, hitung mol basa lemah dan garamnya. ${\text{mol NH}}_3=100\text{mL}\times 0,4\text{M}=40\text{mmol}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=50\text{mL}\times 0,2\text{M}=10\text{mmol}$ Campuran memiliki volume total sama maka persamaan dapat ditulis seperti berikut. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{40\text{mmol}}{10\text{mmol}}\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=4\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log [4\times 10^{-5}]=5-\log 4$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(5-\log 4)=9+\log 4$ Ditambahkan 5 mL HCl 0,1 M (asam kuat) menyebabkan bagian basa penyangga ${\text{NH}}_3$ bereaksi. $\text{mol HCl}=10\text{mL}\times 0,1\text{M}=1\text{mmol}$ Reaksi: ${\text{NH}}_3+\text{HCl}\to {\text{NH}}_4\text{Cl}$ Perubahan mol ${\text{NH}}_3$ dan ${\text{NH}}_4\text{Cl}$: ${\text{mol NH}}_3=40\text{mmol}-1\text{mmol}=39\text{mmol}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=10\text{mmol}+1\text{mmol}=11\text{mmol}$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{39\text{mmol}}{11\text{mmol}}\times 10^{-5}=3,55\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]=-\log [3,55\times 10^{-5}]=5-\log 3,55$ $\text{pH}=14-\text{pOH}=14-(5-\log 3,55)=9+\log 3,55$

Jawaban Benar: A. $9+\log 4$ menjadi $9+\log 3,55$ Pembahasan: ${\text{NH}}_3$ = basa lemah ${\text{NH}}_4\text{Cl}$ = garam yang menghasilkan ion ${\text{NH}}_4^{+}$ yang merupakan asam konjugasi. Campuran basa lemah dengan asam konjugasinya dapat membentuk larutan penyangga basa. Persamaan matematis yang digunakan adalah sebagai berikut. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol garam}}\times K_b$ Pertama, hitung mol basa lemah dan garamnya. ${\text{mol NH}}_3=100\text{mL}\times 0,4\text{M}=40\text{mmol}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=50\text{mL}\times 0,2\text{M}=10\text{mmol}$ Campuran memiliki volume total sama maka persamaan dapat ditulis seperti berikut. $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{40\text{mmol}}{10\text{mmol}}\times 10^{-5}$ $[{\text{OH}}^{-}]=4\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]$ $\text{pOH}=-\log [4\times 10^{-5}]=5-\log 4$ $\text{pH}=14-\text{pOH}$ $\text{pH}=14-(5-\log 4)=9+\log 4$ Ditambahkan 5 mL HCl 0,1 M (asam kuat) menyebabkan bagian basa penyangga ${\text{NH}}_3$ bereaksi. $\text{mol HCl}=10\text{mL}\times 0,1\text{M}=1\text{mmol}$ Reaksi: ${\text{NH}}_3+\text{HCl}\to {\text{NH}}_4\text{Cl}$ Perubahan mol ${\text{NH}}_3$ dan ${\text{NH}}_4\text{Cl}$: ${\text{mol NH}}_3=40\text{mmol}-1\text{mmol}=39\text{mmol}$ ${\text{mol NH}}_4\text{Cl}=10\text{mmol}+1\text{mmol}=11\text{mmol}$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{39\text{mmol}}{11\text{mmol}}\times 10^{-5}=3,55\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log [{\text{OH}}^{-}]=-\log [3,55\times 10^{-5}]=5-\log 3,55$ $\text{pH}=14-\text{pOH}=14-(5-\log 3,55)=9+\log 3,55$

Jawaban Benar: A. $9+\log 4$ menjadi $9+\log 3,55$ Pembahasan: - ${\text{NH}}_3$ adalah basa lemah - ${\text{NH}}_4\text{Cl}$ adalah garam yang menghasilkan ion ${\text{NH}}_4^{+}$, yaitu asam konjugat dari ${\text{NH}}_3$ Campuran basa lemah dan garam konjugatnya membentuk larutan penyangga basa, dan dapat dihitung dengan persamaan: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{[\text{basa lemah}]}{[\text{asam konjugasi}]}\times K_b$ Langkah 1: Hitung mol masing-masing $\text{mol }{\text{NH}}_3=100\text{mL}\times 0,4\text{M}=40\text{mmol}$ $\text{mol }{\text{NH}}_4\text{Cl}=50\text{mL}\times 0,2\text{M}=10\text{mmol}$ Volume total sama, jadi persamaan dapat disederhanakan: $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{40}{10}\times 10^{-5}=4\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log (4\times 10^{-5})=5-\log 4$ $\text{pH}=14-\text{pOH}=14-(5-\log 4)=9+\log 4$ Langkah 2: Tambahkan 10 mL HCl 0,1 M $\text{mol HCl}=10\text{mL}\times 0,1\text{M}=1\text{mmol}$ Reaksi: ${\text{NH}}_3+\text{HCl}\to {\text{NH}}_4\text{Cl}$ Sebelum reaksi: - ${\text{NH}}_3=40\text{mmol}$ - $\text{HCl}=1\text{mmol}$ - ${\text{NH}}_4\text{Cl}=10\text{mmol}$ Setelah reaksi: - ${\text{NH}}_3=40-1=39\text{mmol}$ - ${\text{NH}}_4\text{Cl}=10+1=11\text{mmol}$ $[{\text{OH}}^{-}]=\frac{39}{11}\times 10^{-5}=3,55\times 10^{-5}$ $\text{pOH}=-\log (3,55\times 10^{-5})=5-\log 3,55$ $\text{pH}=14-(5-\log 3,55)=9+\log 3,55$

Jawaban Benar: C. Menyeimbangkan alkalinitas melalui pH urine Penjelasan: Ginjal membantu mengatur pH tubuh dengan menyeimbangkan alkalinitas dan membuang kelebihan asam atau basa melalui urine. Proses ini mengurangi beban kerja ginjal dalam menjaga keseimbangan asam-basa tubuh. Jika diperlukan, ginjal akan meningkatkan pH urine untuk menyesuaikan kondisi tubuh agar tetap optimal.

Jawaban Benar: C. 1, 3, dan 4 Pembahasan: Sistem penyangga dalam darah manusia tersusun oleh kesetimbangan antara asam karbonat dengan ion bikarbonat yang membentuk reaksi seperti berikut: ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3(aq)\rightleftharpoons {\text{HCO}}_3^{-}(aq)+{\text{H}}^{+}(aq)$ Asam karbonat ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ juga mengalami kesetimbangan dengan gas karbon dioksida dan air yang ada dalam plasma darah. Persamaan reaksinya seperti berikut: ${\text{CO}}_2(g)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{H}}_2{\text{CO}}_3(aq)$ Dua reaksi kesetimbangan membentuk kesetimbangan total berikut: ${\text{CO}}_2(g)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{HCO}}_3^{-}(aq)+{\text{H}}^{+}(aq)$ Konsumsi pare berlebihan yang bersifat basa akan mengurangi jumlah ${\text{H}}^{+}$ dalam darah. Jumlah ${\text{H}}^{+}$ yang berkurang akan memaksa ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ untuk terion sehingga ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ berubah membentuk ${\text{HCO}}_3^{-}$. Kadar ${\text{HCO}}_3^{-}$ bertambah sebagai dampak yang ditimbulkan. Pengurangan ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ memaksa gas ${\text{CO}}_2$ untuk membentuk ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ yang berarti kelarutan ${\text{CO}}_2$ bertambah tetapi jumlahnya tidak bisa menggantikan ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ yang terionisasi sehingga ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$ secara total akan berkurang. Adanya sistem penyangga menyebabkan perubahan pH yang terjadi sangat sedikit. Opsi 1, 3, dan 4 adalah kondisi yang tepat.