Postingan ini membahas contoh soal larutan asam basa dan pembahasannya. Senyawa asam dan basa sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Contoh zat yang mengandung asam adalah asam sitrat pada jeruk, asam cuka dan lainnya. Sedangkan contoh basa adalah sabun.
Teori Asam basa
Menurut Arrhenius
- Asam adalah zat yang apabila dilarutkan kedalam air akan menghasilkan ion hidrogen (H+). Contoh HBr (aq) → H+ (aq) + Br– (aq).
- Basa adalah suatu senyawa yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion OH–. Contohnya adalah KOH (aq) → K+ (aq) + OH– (aq).
Menurut G. N. Lewis
- Asam adalah senyawa yang menerima pasangan elektron atau akseptor pasangan elektron (kekurangan elektron).
- Basa adalah senyawa yang memberikan pasangan elektron atau donor pasangan elektron (kelebihan elektron).
Contoh:
NH3 (g) + BF3 (g) → NH3BF3 (g)
NH3 sebagai basa karena kelebihan 2 elektron (elektron valensi N = 5, digunakan 3 untuk berikatan dengan H sehingga tersisa 2) dan BF3 sebagai asam.
Menurut Bronsted-Lowry
- Asam adalah pemberi proton (kelebihan H+)
- Basa adalah penerima proton (kekurangan H+)
Contoh:
NH3 (aq) + H2O (aq) → NH4+ (aq) + OH– (aq)
NH4+ sebagai asam karena kelebihan H+ dan NH3 sebagai basa
H2O sebagai asam karena kelebihan H+ dan OH– sebagai basa
Asam kuat dan asam lemah
- Asam kuat adalah asam yang dapat terionisasi sempurna atau mendekati sempurna dalam larutannya. Contoh asam kuat adalah HCL, HI, HBr, HNO3 dan lainnya.
- Asam lemah adalah asam yang dalam larutannya terionisasi sebagian. Contoh asam lemah adalah HF, HCN, HCOOH dan lainnya.
- Rumus konsentrasi asam lemah [H+] = √ Ka x Ma
Basa kuat dan basa lemah
- Basa kuat adalah basa yang dalam larutannya terionisasi sempurna. Contoh basa kuat yaitu KOH, NaOH, RbOH dan lainnya.
- Basa lemah adalah basa yang dalam larutannya terionisasi sebagian. Contoh basa lemah yaitu NH3, NH4OH, Fe(OH)2 dan lainnya.
- Rumus konsentrasi basa lemah [OH–] = √ Kb x Mb
pH Larutan Asam Basa
- Asama kuat pH = – log [H+]
- Basa kuat pOH = – log [OH–] dan pH = 14 – pOH
- pH + pOH = 14
Untuk lebih jelasnya, dibawah ini diberikan beberapa contoh soal larutan asam basa yang disertai pembahasannya.
Contoh soal larutan asam basa
Contoh soal 1
Hitunglah konsentrasi ion H+ 100 mL larutan HNO3 0,01 M.
Pembahasan
HNO3 → H+ + NO3–
a = 1 dan Ma = 0,01 M
Karena asam kuat maka [H+] = a x Ma = 1 x 0,01 M = 0,01 M.
Contoh soal 2
Hitunglah konsentrasi H+ pada 3,65 g HCl (Mr = 36,5) dalam air hingga terbentuk larutan sebanyak 200 mL.
Pembahasan
Hitung terlebih dahulu molaritas HCL dengan rumus sebagai berikut:
M =M =
HCl → H+ + Cl–
a = 1 dan M = 0,5 M
Karena asama kuat maka [H+] = 1 x 0,5 M = 0,5 M
Contoh soal 3
Hitunglah konsentrasi H+ pada 5 L H2SO4 0,03 M.
Pembahasan
H2SO4 → 2H+ + SO4–
a = 2 dan M = 0,03 M
Karena asam kuat maka [H+] = a x Ma = 2 x 0,03 M = 0,06 M.
Contoh soal 4
Hitunglah konsentrasi ion OH– dalam larutan Ba(OH)2 0,05 M.
Pembahasan
Ba(OH)2 → Ba+ + 2 OH–
b = 2 dan Mb = 0,05
Karena basa kuat maka konsentrasi [OH–] = b x Mb = 2 x 0,05 M = 0,1 M.
Contoh soal 5
Hitunglah konsentrasi OH– dalam larutan yang terbuat dari 2,8 g KOH (Mr = 56) dalam air hingga volume 100 mL.
Pembahasan
M =M =
KOH → K+ + OH–
b = 1 dan M = 0,5 M
Karena basa kuat maka [H+] = 1 x 0,5 M = 0,5 M
Contoh soal 6
Hitunglah [H+] dan α pada 100 mL larutan CH3COOH 0,1 M yang memiliki Ka = 1,8 x 10-5.
Pembahasan
Karena asam lemah maka:[H+] = √
[H+] = 1,34 x 10-3
α = √
Contoh soal 7
Senyawa HCOOH (Mr = 46) sebanyak 2,3 gram dilarutkan dalam air hingga mencapai volume 250 mL. Jika Ka HCOOH = 1,8 x 10-4, hitunglah nilai [H+] dan persentase HCOOH yang terionisasi.
Pembahasan
M =M =
[H+] = √
α = √
Persentase HCOOH yang terurai = 0,03 x 100% = 3 %.
Contoh soal 8
Hitunglah konsentrasi [OH–] dan α dalam 600 mL larutan NH4OH 0,01 M (Kb = 1,8 x 10-5)
Pembahasan
Karena basa lemah maka:[OH–] = √
[H+] = 4,24 x 10-4 M
α = √
Contoh soal 9
Hitunglah pH 100 mL larutan basa lemah NH4OH 0,1 M (Kb = 1,8 x 10-5).
Pembahasan
Hitung terlebih dahulu konsentrasi ion OH:[OH] = √
pOH = – log [OH– ] = – log (1,34 x 10-3)
pOH = – (log 1,34 + log 10-3)
Contoh soal 10
Hitunglah pH larutan asam etanoat 0,2 M (Ka = 2 x 10-5).
Pembahasan
Karena asam lemah kita tentukan terlebih dahulu [H+] dengan cara sebagai berikut:
[H+] =
√ Ka . Ma
=
√ 2 x 10-5 x 0,2
= 2 x 10-2
pH = – log [H+] = – log (2 x 10-2)
pH = – (log 2 + log 10-2) = – (log 2 – 2)
pH = 2 – log 2
Contoh soal 11 (UN 2019)
Berikut adalah gambar 2 buah larutan basa yang memberi warna sama dengan indikator fenolftalein.
Pernyataan yang benar terkait dengan kedua larutan basa tersebut adalah…
A. harga pH kedua larutan adalah 11
B. dengan indikator fenolftalein larutan tidak berwarna
C. konsentrasi NH4OH sama dengan konsentrasi NaOH
D. dibutuhkan konsentrasi asam tidak sama untuk menetralkan kedua basa
E. konsentrasi ion OH– dari NH4OH > konsentrasi ion OH– dari NaOH
Pembahasan
NH4OH adalah basa lemah sedangkan NaOH adalah basa kuat.
Menentukan pH NH4OH:
[OH–] = √ Kb x Mb = √ 10-5 x 0,1 = 10-3
pOH = – log [OH–] = – log 10-3 = – (-3) = 3
pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11
Menentukan pH NaOH:
pOH = – log [OH–] = – log (0,001) = 3
pH = 14 – 3 = 11
Karena pH NH4OH dan pH NaOH sama maka soal ini jawabannya A.
Contoh soal 11 (UN 2018)
Perhatikan gambar dua larutan berikut ini!.
Pernyataan terkait kedua larutan tersebut antara lain:
- Kedua larutan sama-sama memiliki pH = 3
- Kedua larutan adalah asam lemah.
- Kedua larutan memiliki harga [H+] yang sama.
- Kedua larutan dapat mengubah warna lakmus merah.
- Kedua larutan dapat terionisasi sempurna.
Pasangan penjelasan yang tepat mengenai kedua larutan tersebut adalah…
A. 1 dan 3
B. 1 dan 5
C. 2 dan 4
D. 2 dan 5
E. 3 dan 5
Pembahasan
→ Larutan HCl adalah asam kuat dan CH3COOH adalah asam lemah sehingga pernyataan 2 salah.
→ Menentukan pH HCl:
pH = – log [H+] = – log 10-3 = 3
→ Menentukan pH CH3COOH:
[H+] = √ Ka . Ma = √ 10-5 x 10-1 = 10-3
pH = – log 10-3 = 3. (pernyataan nomor 1 dan 3 benar).
→ Pernyataan 4 salah karena warna kertas lakmus merah berubah (menjadi biru) jika didalam larutan basa.
→ Pernyataan 5 salah karena larutan terionisasi sempurna jika asam kuat dan basa kuat. Sedangkan asam lemah dan basa lemah terionisasi sebagian.
Jadi soal ini jawabannya A.
Contoh soal 12 (UN 2017)
Perhatikan data titrasi asam Ba(OH)2 dengan larutan asam asetat 0,15 M berikut.
| Percobaan | Volume Ba(OH)2 | Volume CH3COOH 0,15 M |
| 1 | 30 mL | 39,8 mL |
| 2 | 30 mL | 40,0 mL |
| 3 | 30 mL | 40,2 mL |
Berdasarkan data tersebut, massa Ba(OH)2 yang bereaksi adalah…(Ar Ba = 56 gram/mol, Ar O = 16 gram/mol, Ar H = 1 gram/mol)
A. 0,54 gram
B. 0,30 gram
C. 0,27 gram
D. 0,15 gram
E. 0,10 gram
Pembahasan
Misal A = Ba(OH)2 dan B = CH3COOH:VA = 30 mL
nA = 2 (karena ion OH– dalam Ba(OH)2 ada 2)
MrA = Ar Ba + 2 Ar O + 2 Ar H = 56 + 2 . 16 + 2 . 1 = 90
VB =
nB = 1 (karena ion H+ pada CH3COOH ada 1)
Pada titrasi asam basa berlaku persamaan:
MA VA nA = MB VB nB
MA . 30 . 2 = 0,15 . 40 . 1
60 MA = 6
MA =
Massa Ba(OH)2 dihitung dengan rumus molaritas dibawah ini:
M =
0,1 =
gram =
Soal ini jawabannya C.
Contoh soal 13
Pada reaksi: H2O + CH3COO– → CH3COOH + OH–
Pasangan asam basa konjugasi menurut teori asam-basa Bronsted-Lowry adalah…
A. H2O dengan CH3COO–
B. CH3COOH dengan H2O
C. H2O dengan OH–
D. CH3COO– dengan OH–
E. CH3COOH dengan OH–
Pembahasan
H2O adalah asam karena kelebihan H+ sedangkan OH– sebagai basa. Jadi H2O adalah asam konjugat dari OH– atau OH– adalah basa konjugat dari H2O.
CH3COOH adalah asam karena kelebihan H+ dan CH3COO– sebagai basa. Artinya CH3COOH adalah asam konjugat dari CH3COO– dan sebaliknya. Jadi soal ini jawabannya C.