Perhitungan pH merupakan sumber penting yang dimiliki siswa untuk menentukan karakter. asam, basa atau netral dari a larutan. Dalam teks ini kami akan mengusulkan tips untuk menghitung pH larutan buffer dengan cara yang sederhana.
Perlu dicatat bahwa larutan penyangga dapat dibentuk oleh campuran berikut:
Campuran garam dengan basa lemah, yang harus memiliki kation yang sama dengan garamnya. Ini adalah penyangga dasar;
Mencampur garam dengan asam lemah, yang harus memiliki anion yang sama dengan garam. Ini adalah buffer asam.
Yuk simak tipsnya?!
Tip 1: Rumus sesuai dengan jenis larutan buffer
Bila Anda memiliki larutan buffer asam, gunakan:
pH = pKa + log [garam]
[AC id]
Saat Anda memiliki solusi buffer dasar, gunakan:
pOH = pKb + log [garam]
[mendasarkan]
Ketika Anda memiliki larutan buffer dasar dan Kw (Konstanta Ionisasi Air) yang berbeda, gunakan:
pH = pKb - pKb - log [garam]
[mendasarkan]
Kiat ke-2: Saat latihan memberikan konsentrasi peserta dan konstanta ionisasi...
Kami akan memiliki konsentrasi asam atau basa yang membentuk larutan;
Kami akan memiliki konsentrasi garam yang membentuk larutan;
Kita akan mendapatkan konstanta ionisasi (Ka atau Kb) dari asam atau basa yang membentuk larutan.
Contoh: (Diadaptasi UNIFOR-CE) Campuran asam laktat (CH3CH(OH)COOH) dan natrium laktat (CH3CH(OH)COONa) dalam larutan air bekerja sebagai larutan penyangga, yaitu praktis tidak mengubah pH dengan penambahan H+ atau oh-. Suatu larutan yang mengandung 0,12 mol/L asam laktat dan 0,12 mol/L natrium laktat memiliki pH yang dapat dihitung dengan persamaan:
pH = pKa + log [garam]
[AC id]
Ka = 1,0x10-4 = konstanta ionisasi asam Dengan mengabaikan jumlah asam yang mengalami ionisasi, tentukan nilai pH larutan.
Resolusi:
Dalam contoh ini, kita memiliki larutan penyangga yang terdiri dari garam dan asam. Data yang diberikan adalah:
[garam] = 0,12 mol/L
[asam] = 0,12 mol/L
Ka = 1,10-4
CATATAN: latihan memberikan Ka, tetapi dalam rumus kami menggunakan pKa, yang hanya – logKa.
Karena ini adalah buffer asam, gunakan saja ekspresi:
pH = pKa + log [garam]
[AC id]
pH = - log 1,10-4 + log 0,12
0,12
pH = - log10-4 + log 0,12
0,12
pH = 4.log 10 + log 1
pH = 4,1 + 0
pH = 4
Kiat ke-3: Saat olahraga mengharuskan perubahan pH larutan buffer yang telah menerima sejumlah asam atau basa kuat...
Latihan akan memberikan konsentrasi asam atau basa yang membentuknya;
Kami akan memiliki konsentrasi garam yang membentuk larutan;
Kita akan mendapatkan konstanta ionisasi (Ka atau Kb) dari asam atau basa yang membentuk larutan;
Latihan akan memberikan nilai pH buffer setelah menambahkan asam atau basa kuat;
Penting untuk menemukan nilai pH buffer sebelum menambahkan asam atau basa kuat;
Kemudian kita harus mengurangi pH setelah penambahan dari pH sebelum penambahan.
Contoh: (Unimontes-MG) Satu liter larutan buffer mengandung 0,2 mol/L natrium asetat dan 0,2 mol/L asam asetat. Dengan menambahkan natrium hidroksida, pH larutan berubah menjadi 4,94. Mengingat pKa asam asetat adalah 4,76 pada 25 °C, berapakah perubahan pH larutan buffer?
Resolusi: Dalam contoh ini kita memiliki larutan buffer yang dibentuk oleh garam dan asam. Data yang diberikan adalah:
pH setelah penambahan basa kuat = 4,94
[garam] = 0,2 mol/L
[asam] = 0,2 mol/L
pKa = 4,76
Awalnya kita harus menghitung pH buffer sebelum menambahkan basa kuat. Untuk ini, kita harus menggunakan ekspresi untuk buffer asam:
pH = pKa + log [garam]
[AC id]
pH = 4,76 + log 0,2
0,2
pH = 4,76 + log 1
pH = 4,76 + 0
pH = 4,76
Akhirnya, kita kurangi pH setelah penambahan basa dari pH sebelum penambahan:
pH = setelah - sebelum penambahan basa
pH = 4,94 - 4,76
pH = 0,18
Tip ke-4: Menghitung pH buffer saat latihan memberikan massa salah satu peserta
Latihan akan memberikan konsentrasi atau jumlah materi asam, basa, atau garam yang membentuknya;
Ketika latihan memberikan jumlah materi (mol), itu juga akan memberikan volume, karena dalam perhitungan pH kita menggunakan konsentrasi (membagi mol dengan volume);
Kita akan mendapatkan konstanta ionisasi (Ka atau Kb) dari asam atau basa yang membentuk larutan;
Penting untuk menghitung massa molar dan jumlah materi peserta yang diberi massa dalam latihan.
Contoh: (UFES - Diadaptasi) Suatu larutan dibuat dengan menambahkan 0,30 mol asam asetat dan 24,6 gram natrium asetat dalam jumlah air yang cukup untuk menyelesaikan 1,0 liter larutan. sistem CH3COOH dan CH3COONa merupakan larutan penyangga di mana sistem ini berada dalam kesetimbangan. Jadi, tentukan pH larutan yang disiapkan. (Data: Ka = 1,8×10-5, log 1,8 = 0,26)
Resolusi:
Data yang disediakan oleh latihan adalah:
Ka = 1,8×10-5
log 1,8 = 0,26
Volume = 1L
Jumlah mol asam 0,30 mol
Karena volumenya 1L, maka [asam] = 0,30 mol/L
Massa garam yang digunakan = 24,6 g
Pertama: Kita harus menghitung masa molar (M1) garam:
CH3COONa
saya1 = 1.12 + 3.1+ 1.12 + 1.16 + 1.16 + 1.23
saya1 = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 23
saya1 = 82 g/mol
Kedua: Sekarang mari kita tentukan jumlah mol garam dengan membagi massa yang diberikan oleh latihan dengan masa molar ditemukan:
n = 24,6
82
n = 0,3 mol
Ketiga: Kita harus menghitung konsentrasi molar garam dengan membagi jumlah mol dengan volume yang diberikan:
M = tidak
V
M = 0,3
1
M = 0,3 mol/L
Kamar: Kita harus menghitung pH menggunakan ekspresi untuk larutan buffer asam:
pH = pKa + log [garam]
[AC id]
pH = -log 1.8.10-5 + log 0,3
0,3
pH = 5 - log 1,8 + log 1
pH = 5 - 0,26 + 0
pH = 4,74
Tip 5: Menghitung pH larutan buffer yang dibuat dengan mencampur asam dan basa
Kami akan memiliki konsentrasi molar dan volume larutan asam;
Kami akan memiliki konsentrasi molar dan volume larutan basa;
Kami akan memiliki konstanta ionisasi asam atau basa;
Tentukan jumlah mol asam dan basa yang digunakan dalam preparasi (kalikan konsentrasi molar dengan volume);
Perhatikan rasio stoikiometri, yaitu, untuk setiap H+ asam, OH- basa digunakan untuk menetralkan;
Karena asam dan basa saling menetralkan dan membentuk garam, kita harus tahu apakah ada asam (penyangga asam) atau basa (penyangga basa) yang tersisa;
Tentukan konsentrasi molar sisa dan garam dengan membagi nomor molnya dengan volume (jumlah volume yang digunakan dalam preparasi).
Contoh: (UEL) Larutan penyangga adalah larutan yang menahan perubahan pH ketika asam atau basa ditambahkan atau ketika terjadi pengenceran. Solusi ini sangat penting dalam proses biokimia, karena banyak sistem biologis bergantung pada pH. Misalnya, ketergantungan pH pada tingkat pembelahan ikatan amida dari asam amino tripsin oleh enzim disebutkan. chymotrypsin, di mana perubahan satu unit pH 8 (pH optimal) menjadi 7 menghasilkan pengurangan 50% dalam tindakan enzimatik. Agar larutan penyangga memiliki aksi penyangga yang signifikan, larutan tersebut harus memiliki jumlah asam dan basa terkonjugasi yang sebanding. Di laboratorium Kimia, larutan buffer dibuat dengan mencampur 0,50 L asam etanoat (CH3COOH) 0,20 mol L-1 dengan 0,50 L natrium hidroksida (NaOH) 0,10 mol L-1. (Diberikan: pKa asam etanoat = 4,75)
Resolusi:
Data yang disediakan oleh latihan adalah:
[asam] = 0,20 mol/L
Volume asam = 0,5 L
[basa]= 0,10 mol/L
Volume dasar = 0,5 L
pKa = 4,75
Pertama: perhitungan jumlah mol asam (na):
t = 0,20. 0,5
na = 0,1 mol
Kedua: perhitungan bilangan mol basa:
nb = 0,10. 0,5
nb = 0,05 mol
Ketiga: Tentukan siapa yang tersisa dalam solusi:
Asam etanoat hanya memiliki satu hidrogen yang dapat terionisasi, dan basa memiliki gugus hidroksil, sehingga perbandingan antara keduanya adalah 1:1. Jadi jumlah mol keduanya harus sama, tetapi kita memiliki jumlah asam yang lebih besar (0,1 mol) daripada jumlah basa (0,05 mol), menyisakan 0,05 mol asam.
Kamar: Penentuan jumlah mol garam
Karena jumlah garam yang terbentuk selalu terkait dengan komponen proporsi stoikiometri yang lebih kecil smaller (penyeimbangan), dalam contoh ini, jumlah garam mengikuti koefisien 1, yaitu jumlah molnya juga 0,5 mol
Kelima: Penentuan konsentrasi molar asam dan garam
0,5 L asam dicampur dengan 0,5 L basa, menghasilkan volume 1 L. Jadi, konsentrasi asam dan garam sama dengan 0,05 mol/L.
Keenam: penentuan pH
Karena buffer bersifat asam, gunakan saja nilai dalam ekspresi berikut:
pH = pKa + log [garam]
[AC id]
pH = 4,75 + log 0,05
0,05
pH = 4,75 + log 1
pH = 4,75 + 0
pH = 4,75
Tip 6: Saat latihan mempertanyakan nilai pH baru setelah menambahkan sejumlah asam atau basa kuat...
Kami akan memiliki nilai konsentrasi molar asam atau basa yang ditambahkan ke buffer;
Kita harus memiliki konsentrasi molar dari garam, asam atau basa yang membentuk buffer. Jika kita tidak memilikinya, hitung saja seperti yang terlihat pada tips sebelumnya;
Konsentrasi yang ditambahkan akan selalu dikurangi dari konsentrasi asam atau basa;
Konsentrasi yang ditambahkan akan selalu ditambahkan ke konsentrasi garam.
Contoh: Tentukan pH larutan penyangga setelah menambahkan 0,01 mol NaOH dengan mengetahui bahwa, dalam 1,0 L larutan yang disiapkan, kita memiliki 0,05 mol/L asam asetat dan 0,05 mol/L natrium asetat. Data: (pKa = 4,75, log 0,0666 = 0,1765)
Resolusi:
Data yang disediakan:
[garam] = 0,05 mol/L
[asam] = 0,05 mol/L
[basa ditambahkan ke buffer] = 0,01 mol/L
pKa = 4,75
pH = pKa – log (garam - basa)
(asam + basa)
pH = 4,75 - log (0,05 - 0,01)
(0,05 + 0,01)
pH = 4,75 - log 0,04
0,06
pH = 4,75 - log 0,666
pH = 4,75 + 0,1765
pH = 4,9265
Oleh Saya Diogo Lopes Dias
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-ph-uma-solucao-tampao.htm