Soal dan Pembahasan Menghitung pH Buffer/Larutan Penyangga

Sebanyak 1 L larutan penyangga mengandung CH$_3$COOH 0,1 M dan CH$_3$COONa 0,1 M. Jika Ka CH$_3$COOH = $1,8 \times 10^{-5}$, maka tentukan
a. pH larutan penyangga,
b. pH larutan penyangga jika ditambah 10 mL HCl 0,1 M,
c. pH larutan penyangga jika ditambah 10 mL NaOH 0,1 M.
Jawab:
a). Jumlah mol basa konjugasi (CH$_3$COO$^-$) diperoleh dari garam CH$_3$COONa

pH larutan penyangga dihitung sebagai berikut:
$ \begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{mol \, CH_3COOH}{mol \, CH_3COO^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,1 \, mol}{0,1 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga diperoleh
$ pH = -\log \, [H+]= -\log (1,8 \times 10^{-5} ) = 5 - \log (1,8) = 4,74$
Jadi, pH larutan penyangga sebesar 4,74

b). Jumlah mol masing-masing zat dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.
Jumlah mol CH$_3$COOH = $ 1 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,1 mol
Jumlah mol CH$_3$COONa = $ 1 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,1 mol
Jumlah mol HCl = $ 0,01 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,001 mol
Pada larutan penyangga, CH$_3$COONa akan menetralisir HCl dan membentuk CH$_3$COOH

Dari reaksi diperoleh
[CH$_3$COO$^-$] = [CH$_3$COONa] = 0,099
[CH$_3$COOH] = 0,101
pH larutan penyangga setelah ditambah asam kuat HCl dapat dihitung sebagai berikut.
$ \begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{mol \, CH_3COOH}{mol \, CH_3COO^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,101 \, mol}{0,099 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times 1,02 \\ & = 1,836 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga diperoleh
$ pH = -\log \, [H+]= -\log (1,836 \times 10^{-5} ) = 5 - \log (1,836) = 4,736$
Jadi, pH larutan penyangga dengan penambahan 10 ml HCl 0,1M adalah sebesar 4,736.

c). Pada larutan penyangga, CH$_3$COOH akan menetralisir basa kuat NaOH yang ditambahkan. Jumlah mol NaOH yang ditambahkan. Dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.
Jumlah mol NaOH = $ 0,01 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,001 mol
Persamaan reaksi yang terjadi:

 Dari reaksi diperoleh
[CH$_3$COO$^-$] = 0,101
[CH$_3$COOH] = 0,099
pH larutan penyangga setelah penambahan basa kuat dapat dihitung sebagai berikut.
$ \begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{mol \, CH_3COOH}{mol \, CH_3COO^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,099 \, mol}{0,101 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times 0,98 \\ & = 1,764 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga diperoleh
$ pH = -\log \, [H+]= -\log (1,764 \times 10^{-5} ) = 5 - \log (1,764) = 4,753$
Jadi, pH larutan penyangga dengan penambahan 10 ml NaOH 0,1M adalah sebesar 4,753.
Sumber: https://kuhajar.blogspot.com/2016/11/pengaruh-pengenceran-pada-ph-larutan.html